KR20230158682A - Novel Organo-Tin Compounds and Method for deposition of thin film using the same - Google Patents

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류지연
박보근
엄태용
최희낭
최다슬
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한국화학연구원
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Abstract

본 발명은 열적 안정성과 휘발성이 개선된 신규한 주석 전구체에 관한 것으로, 상기 주석 전구체를 이용하여 낮은 온도에서 우수한 성장 속도로, 쉽게 양질의 주석 질화물 박막을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 박막을 제공할 수 있다.The present invention relates to a novel tin precursor with improved thermal stability and volatility, and provides a method for easily producing a high-quality tin nitride thin film with an excellent growth rate at a low temperature using the tin precursor, and a thin film manufactured thereby. can do.

Description

신규한 유기주석 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조방법{Novel Organo-Tin Compounds and Method for deposition of thin film using the same}Novel Organo-Tin Compounds and Method for deposition of thin film using the same}

본 발명은 유기주석 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주석 질화물(tin nitride) 박막 형성을 위한, 신규한 유기주석 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organotin compound and a method of manufacturing a thin film using the same. More specifically, it relates to a novel organotin compound and a method of manufacturing a thin film using the same for forming a tin nitride thin film.

현재 합성된 이원 주석 화합물은 전이후 금속(post-transition metal)을 포함하는 화합물 및 고체상의 산화물(Sn5O6, Sn3O4, Sn2O3, SnO, SnO2), 황화물(Sn3S, SnS, Sn2S3, SnS2, Sn3S7), 불화물(Sn3F8, SnF2, SnF3) 등의 형태로 제조되어 투명 전자 장치(transparent electronic), 배터리(battery), 광촉매(photocatalysis), 태양광 흡수기(photovoltaic absorber), 항균 코팅(antibacterial coating), 접촉부(contact), 치과 등 여러 고체상(solid state) 응용 분야에 사용되는데, 이를 위해 적절한 유기 리간드를 포함하는 다양한 주석 유기금속 화합물을 사용할 수 있다.Currently synthesized binary tin compounds include compounds containing post-transition metals, solid-state oxides (Sn 5 O 6 , Sn 3 O 4 , Sn 2 O 3 , SnO, SnO 2 ), and sulfides (Sn 3 S, SnS, Sn 2 S 3 , SnS 2 , Sn 3 S 7 ), fluoride (Sn 3 F 8 , SnF 2 , SnF 3 ) are manufactured in the form of transparent electronic devices, batteries, etc. It is used in many solid state applications such as photocatalysis, photovoltaic absorber, antibacterial coating, contact, dentistry, etc. for this purpose, various tin organic compounds containing appropriate organic ligands are used. Metal compounds can be used.

이들의 조성은 주로 Sn(0), Sn(II), Sn(IV)의 세 가지 산화 상태를 결정하는 주석의 경향에 기인하는데, 이러한 조성은 주변 조건에서 열역학적으로 안정하나, 이에 반해, 대부분의 이원, 삼원 및 그 이상의 질화물은 해당 금속 산화물보다 열역학적으로 불안정하다. Their composition is mainly due to the tendency of tin to determine three oxidation states: Sn(0), Sn(II) and Sn(IV), which are thermodynamically stable at ambient conditions; Binary, ternary and higher nitrides are thermodynamically less stable than the corresponding metal oxides.

질화물질은 대기 중에서 산화 또는 가수분해와 같은 화합물의 변질을 초래하는 영향을 받는 경우가 많지만, 특히 GaN, InN, AlN과 같은 III-N 화합물 반도체는 밴드 갭이 0.7 eV(InN)에서 최대 6.2 eV(AlN)까지 조정될 수 있기 때문에 밴드 프로파일을 조정하고 결과적으로 장치의 속성을 조정하는 데 있어서, 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor), 발광 다이오드(light emitting diode), 레이저(laser) 분야에서 상당히 매력적인 탐구의 대상이며, 이처럼 질화물의 유용성과 관련하여 점진적인 연구 개발이 진행되면서, 점점 더 주변 환경에 대한 화합물의 동역학적 및 기술적 안정성이 중요시되고 있다. Nitride materials are often affected in the atmosphere, causing deterioration of the compound such as oxidation or hydrolysis, but in particular, III-N compound semiconductors such as GaN, InN, and AlN have a band gap of 0.7 eV (InN) up to 6.2 eV. Since (AlN) can be tuned, tuning the band profile and consequently the properties of the device is a very attractive exploration in the field of field effect transistors, light emitting diodes and lasers. As the gradual research and development related to the usefulness of nitrides progresses, the kinetic and technical stability of the compounds to the surrounding environment is becoming increasingly important.

일반적으로 주석 질화물은 지금까지 전하가 균형을 이루는 Sn3N4; Sn(IV), Sn(II/IV)를 포함하는 혼합가(mixed-valent) SnN, Sn(IV)를 포함하는 고압 과질화물(pernitride) SnN2 상과 같은 세 가지 준안정(metastable) 화합물이 제안되고 있지만, 순수한 2가의 이원 주석 질화물은 계산 데이터 베이스를 이용하여 여러 구조를 밝혀낼 뿐 아직 실험적으로 실현되지는 않았으며 Sn3N2가 그 후보에 위치하고 있다.In general, tin nitride has hitherto charge balanced Sn 3 N 4 ; Three metastable compounds are proposed: Sn(IV), mixed-valent SnN containing Sn(II/IV), and high-pressure pernitride SnN 2 phase containing Sn(IV). However, pure divalent binary tin nitride has only revealed several structures using a calculation database and has not yet been experimentally realized, and Sn 3 N 2 is a candidate.

한편, 주석 성분을 포함하는 질화물 박막을 형성하기 위한 공정으로는 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 등이 사용되어 왔다. 그러나 상기와 같은 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 공정에 의하여 주석 박막을 제조하는 경우, 금속 전구체의 특성에 따라서 증착 정도, 증착 제어 특성, 형성되는 질화물 박막의 결정화도, 순도 등에 차이가 생기기 때문에, 우수한 특성을 갖는 금속 전구체의 개발이 필요하다.Meanwhile, chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) has been used as a process for forming a nitride thin film containing a tin component. However, when manufacturing a tin thin film by the chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) process as described above, there are differences in the degree of deposition, deposition control characteristics, crystallinity, purity, etc. of the formed nitride thin film depending on the characteristics of the metal precursor. Because this occurs, the development of metal precursors with excellent properties is necessary.

이러한 주석 질화물 박막의 제조를 위한 전구체에 대한 종래기술로서 일본 공개특허공보 제2009-227674호 에는 주석 성분의 박막을 위한 전구체로서, 2가의 주석 착체, 주석 아미노알콕시드 착체가 개시되어 있고, 주석 아미노알콕시드 착체에서는 리간드로서 주석에 디알킬아미노기를 배위시킴으로써, 탄소 또는 할로겐의 오염을 일으키지 않아, 열안정성 및 휘발성이 개선될 뿐만 아니라, 보다 낮은 온도에서도 용이하게 주석 및 주석 산화물의 박막을 형성할 수 있는 기술이 개서되어 있고, 또한, 한국 공개특허공보 제2022-0041112호에는, 주석 및 주석 산화물 박막을 위한 전구체로서, 비스(에틸시클로펜타디에닐)주석이 개시되어 있다.As a prior art for precursors for producing such tin nitride thin films, Japanese Patent Publication No. 2009-227674 discloses divalent tin complexes and tin aminoalkoxide complexes as precursors for thin films of tin components, and tin amino In the alkoxide complex, by coordinating a dialkylamino group to tin as a ligand, not only does it not cause carbon or halogen contamination, improving thermal stability and volatility, but it can also easily form a thin film of tin and tin oxide even at a lower temperature. The existing technology has been revised, and in Korean Patent Publication No. 2022-0041112, bis(ethylcyclopentadienyl)tin is disclosed as a precursor for tin and tin oxide thin films.

그러나, 상기 선행문헌들에 기재된 주석 전구체는 분자내 주석 성분만을 포함하고 있으므로, 이들을 이용하여 주석 질화물 박막을 제조하기 위해서는 상기 주석 전구체 이외에 암모니아 가스 등의 별도의 질소 소스를 투입해야 하나, 이 경우에 주석 질화물(Sn3N4) 박막을 제조함에 있어서 주석 전구체와 암모니아 간의 반응시 열적 안정성이 확보되지 못하여 대량 합성을 통한 양산공정에 적용하기 어려운 한계가 있다. However, since the tin precursors described in the prior literature contain only intramolecular tin components, in order to manufacture tin nitride thin films using them, a separate nitrogen source such as ammonia gas must be introduced in addition to the tin precursor. In this case, In manufacturing a tin nitride (Sn 3 N 4 ) thin film, thermal stability cannot be secured during the reaction between the tin precursor and ammonia, making it difficult to apply to the mass production process through mass synthesis.

즉, 금속 화합물과 질화물을 만들기 위한 대표 물질인 암모니아 간의 반응은 원소 또는 금속간 화합물에 대해 열적으로 매우 불안정하기 때문에 두 개의 이원 질화물을 목표로 하는 질화물의 대량 합성에 걸림돌이 되고 있고, 상기 반응에 대한 활성화 장벽을 극복하려면 많은 양의 열 에너지가 필요한데, 이러한 반응에서는 Na3N 및 Sn3N4와 같은 열적으로 불안정한 이원 질화물은 지양되고 있다.In other words, the reaction between a metal compound and ammonia, a representative material for making nitrides, is thermally very unstable with respect to elements or intermetallic compounds, which is an obstacle to the mass synthesis of nitrides targeting two binary nitrides, and the reaction A large amount of thermal energy is required to overcome the activation barrier, and thermally unstable binary nitrides such as Na 3 N and Sn 3 N 4 are avoided in this reaction.

한편, 상기 암모니아 가스 등 별도의 질소 소스를 사용하지 않을 수 있는, 유기 주석 전구체내에 질소(N)를 포함하는 단일 소스 전구체의 합성에 관한 연구는 미비한 실정이다.Meanwhile, research on the synthesis of a single-source precursor containing nitrogen (N) in an organic tin precursor that may not use a separate nitrogen source such as ammonia gas is insufficient.

따라서, 주석 질화물 박막 형성 용도로서의 활용이 가능하며, 금속 박막 또는 금속 질화물 박막 제조시, 낮은 온도에서 쉽게 공정 처리가 가능하고 열적 안정성과 휘발성 및 주석 금속의 증착 속도가 개선된 전구체가 될 수 있는 신규 유기 주석 화합물 및 이를 이용한 보다 개선된 물성을 가진 박막의 제조공정에 대한 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있다. Therefore, it can be used for forming tin nitride thin films, and when manufacturing metal thin films or metal nitride thin films, it can be easily processed at low temperatures and can be a new precursor with improved thermal stability, volatility, and deposition rate of tin metal. There is a continued need for development of organic tin compounds and processes for manufacturing thin films with improved physical properties using the same.

일본 공개특허공보 제2009-227674호(2009.10.08.)Japanese Patent Publication No. 2009-227674 (2009.10.08.) 한국 공개특허공보 제2022-0041112호(2022.03.31)Korean Patent Publication No. 2022-0041112 (2022.03.31)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단일 소스 전구체로서, 열적 안정성과 휘발성이 개선되고, 낮은 온도에서 쉽게 양질의 주석 질화물 박막의 제조가 가능한 신규한 주석 화합물을 제공하는 것을 첫 번째 기술적 과제로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, and is the first technical aim to provide a novel tin compound as a single-source precursor, with improved thermal stability and volatility, and capable of easily producing high-quality tin nitride thin films at low temperatures. Make it an assignment.

또한, 본 발명은 상기 유기 주석 화합물을 제조하는 신규한 방법을 제공하고, 이를 이용하여 주석 질화물 박막을 제조하는 방법을 제공하는 것을 발명의 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a novel method for producing the organic tin compound and a method for producing a tin nitride thin film using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an organic tin compound represented by the following [Chemical Formula A].

[화학식 A] [Formula A]

상기 화학식 A에서,In Formula A,

상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나이고,R 2 to R 7 , R 12 to R 17 are each the same or different and independently of each other hydrogen, deuterium, C 1 -C 6 linear, branched or cyclic alkyl group; and C 1 -C 6 linear, branched or cyclic halogenated alkyl groups; Any one selected from,

상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나이고,R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group; and a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic halogenated alkyl group,

상기 m 및 n은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이며, The m and n are each the same or different and are independently any integer selected from 1 to 3,

상기 m이 2 이상인 경우에 각각의 '' 는 동일하거나 상이하며, When m is 2 or more, each ' ' is the same or different,

또한, 상기 n이 2 이상인 경우에 각각의 '' 는 동일하거나 상이하다. In addition, when n is 2 or more, each ' ' is the same or different.

일 실시예에 있어서, 상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, R 2 to R 7 , R 12 to R 17 may each be the same or different and independently selected from hydrogen, deuterium, CH 3 , C 2 H 5 , CH(CH 3 ) 2 and C(CH 3 ) 3 .

일 실시예에 있어서, 상기 R1 및 R11은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C6의 선형 알킬기; C1-C6의 선형 할로겐화된 알킬기; C3-C6의 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C3-C6의 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other, a C 1 -C 6 linear alkyl group; C 1 -C 6 linear halogenated alkyl group; C 3 -C 6 branched or cyclic alkyl group; and C 3 -C 6 branched or cyclic halogenated alkyl group; It may be any one selected from among.

일 실시예에 있어서, 상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, R 1 and R 11 may be the same or different and independently selected from CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) 3 there is.

일 실시예에 있어서, 상기 m 및 n은 각각 1 또는 2일 수 있다.In one embodiment, m and n may each be 1 or 2.

일 실시예에 있어서, 상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소일 수 있다.In one embodiment, R 2 to R 7 , R 12 to R 17 may be the same or different and independently of each other, hydrogen or deuterium.

일 실시예에 있어서, 상기 주석에 배위되는, 두 개의 리간드는 서로 동일할 수 있다.In one embodiment, the two ligands coordinated to the tin may be identical to each other.

또한, 본 발명은 상기 유기 주석 화합물을 전구체로 이용하여 주석 질화물 박막을 제조하는 방법을 제공한다.Additionally, the present invention provides a method for producing a tin nitride thin film using the organic tin compound as a precursor.

일 실시예에 있어서, 상기 주석 질화물 박막을 성장시키는 공정은 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액 공정에 의해 수행될 수 있다.In one embodiment, the process of growing the tin nitride thin film may be performed by chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or a solution process.

또한, 본 발명은 하기 화합물 B로 표시되는 주석 화합물; 하기 화합물 C1으로 표시되는 함질소 고리 화합물; 및 화합물 C2으로 표시되는 함질소 고리화합물;을 각각 반응물로 사용하여 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물의 제조방법을 제공한다.Additionally, the present invention relates to a tin compound represented by compound B below; A nitrogen-containing ring compound represented by the following compound C1; and a nitrogen-containing ring compound represented by Compound C2; and a nitrogen-containing ring compound represented by Compound C2, respectively.

[화합물 B] [Compound B]

[화합물 C1] [화합물 C2][Compound C1] [Compound C2]

[화학식 A] [Formula A]

상기 화합물 B에 있어서,In the compound B,

상기 R31 내지 R34은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기, C6-C18의 아릴기, C3-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬실릴기 및 C6-C18의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고, R 31 to R 34 are the same or different and independently of each other, a C 1 -C 15 linear, branched or cyclic alkyl group, a C 6 -C 18 aryl group, or a C 3 -C 15 linear or branched alkyl group. Or any one selected from cyclic alkylsilyl group and C 6 -C 18 arylsilyl group,

상기 화합물 C1, 화합물 C2 및 화학식 A 에서의 R1 내지 R7, R11 내지 R17, m 및 n은 각각 앞서 정의한 바와 동일하다. In Compound C1, Compound C2 and Formula A, R 1 to R 7 , R 11 to R 17 , m and n are each as previously defined.

본 발명의 화학식 A로 표시되는 주석 전구체는 열적 안정성과 휘발성이 개선된 효과를 가지기 때문에 이를 이용하여 쉽게 대면적 및 고균일의 주석 질화물 박막을 안정적으로 제조할 수 있다.Since the tin precursor represented by formula A of the present invention has improved thermal stability and volatility, a large-area and highly uniform tin nitride thin film can be easily and stably manufactured using it.

본 발명에 따른 상기 주석 전구체는 하나의 분자내에 주석 성분과 질소 성분을 동시에 포함하고 있어, 주석 질화물 박막형성을 위한 전구체로 사용하는 경우에 암모니아 가스 등의 별도의 질소 전구체 성분의 추가하지 않더라도 주석 질화물 박막을 용이하게 형성할 수 있다.The tin precursor according to the present invention contains both a tin component and a nitrogen component in one molecule, so when used as a precursor for forming a tin nitride thin film, tin nitride is formed even without adding a separate nitrogen precursor component such as ammonia gas. A thin film can be easily formed.

도 1은 합성예 5에 따라 제조된 주석 전구체의 X선 단결정 구조를 도시한 그림이다.
도 2는 합성예 7에 따라 제조된 주석 전구체의 X선 단결정 구조를 도시한 그림이다.
도 3은 합성예 8에 따라 제조된 주석 전구체의 X선 단결정 구조를 도시한 그림이다.
도 4는 합성예 5 내지 합성예 8에 따라 제조된 주석 전구체의 열중량분석(TGA, thermogravimetric analysis) 결과를 나타낸 그림이다.
Figure 1 is a diagram showing the X-ray single crystal structure of a tin precursor prepared according to Synthesis Example 5.
Figure 2 is a diagram showing the X-ray single crystal structure of the tin precursor prepared according to Synthesis Example 7.
Figure 3 is a diagram showing the X-ray single crystal structure of the tin precursor prepared according to Synthesis Example 8.
Figure 4 is a diagram showing the results of thermogravimetric analysis (TGA) of tin precursors prepared according to Synthesis Examples 5 to 8.

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.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

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.Throughout the specification of the present application, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

앞서의 기술적 과제들을 달성하기 위해서, 본 발명은 특정한 구조식을 갖는 함질소 유기리간드를 주석에 배위시킨 주석 화합물을 이용하는 경우에 대면적 및 고균일의 주석 질화물 박막을 제조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성할 수 있었다.In order to achieve the above technical problems, the present invention discovered that a large-area and highly uniform tin nitride thin film can be produced when using a tin compound in which a nitrogen-containing organic ligand having a specific structural formula is coordinated to tin. was able to complete.

이하에서는 본 발명에 따른 유기 주석 화합물 및 이를 이용한 주석 질화물 박막의 제조방법에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the organic tin compound according to the present invention and the method of manufacturing a tin nitride thin film using the same will be described in more detail.

본 발명은 하기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제공한다.The present invention provides an organic tin compound represented by the following [Chemical Formula A].

[화학식 A] [Formula A]

상기 화학식 A에서,In Formula A,

치환기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나이고,Substituents R 2 to R 7 , R 12 to R 17 are each the same or different and independently of each other hydrogen, deuterium, C 1 -C 6 linear, branched or cyclic alkyl group; and C 1 -C 6 linear, branched or cyclic halogenated alkyl groups; Any one selected from,

상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나이고,R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group; and a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic halogenated alkyl group,

상기 m 및 n은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이며, The m and n are each the same or different and are independently any integer selected from 1 to 3,

상기 m이 2 이상인 경우에 각각의 ' ' 는 동일하거나 상이하며, When m is 2 or more, each ' ' is the same or different,

또한, 상기 n이 2 이상인 경우에 각각의 '' 는 동일하거나 상이하다.In addition, when n is 2 or more, each ' ' is the same or different.

본 발명에 따른 상기 화학식 A로 표시되는 화합물은 중심의 주석 원자에 각각 동일하거나 상이한, 두 개의 질소원자를 포함하는 싸이클릭아민 리간드가 배위되는 유기 주석 착물에 해당되며, 상기 유기 주석 착물은 화학기상증착용 또는 원자층 증착용 박막 형성을 위한 전구체로 사용하는 경우, 우수한 화학적-열적 안정성을 가질 수 있어, 고품질의 대면적 및 고균일의 주석 질화물 박막을 제공할 수 있다. The compound represented by the formula A according to the present invention corresponds to an organic tin complex in which a cyclic amine ligand containing two nitrogen atoms, each identical or different, is coordinated to the central tin atom, and the organic tin complex is a chemical vapor. When used as a precursor to form a thin film for deposition or atomic layer deposition, it can have excellent chemical and thermal stability, thereby providing a high-quality, large-area and highly uniform tin nitride thin film.

여기서, 본 발명의 유기 주석 화합물내 중심의 주석원자에 배위되는 싸이클릭아민리간드는 아래의 화합물 C1 및 화합물 C2 로부터의 탈수소 반응에 의해, R1과 결합하는 질소원자의 수소가 이탈되거나 또는 R11과 결합하는 질소원자의 수소가 이탈됨으로써 리간드로서 작용할 수 있다.Here, in the cyclic amine ligand coordinated to the central tin atom in the organotin compound of the present invention, the hydrogen of the nitrogen atom bonded to R1 is removed or bonded to R11 through a dehydrogenation reaction from Compound C1 and Compound C2 below. It can act as a ligand by removing the hydrogen from the nitrogen atom.

[화합물 C1] [화합물 C2][Compound C1] [Compound C2]

또한, 본 발명에 따른 유기 주석 화합물에 있어서, 상기 [화학식 A]내 상기 화합물 C1 및 화합물 C2 로부터 유래된 함질소 헤테로고리 리간드내 치환기인 R2 내지 R7, R12 내지 R17는 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하고, 이 경우에, 우수한 화학적-열적 안정성을 가지며, 상대적으로 낮은 온도에서도 박막의 증착 속도가 빠른 성질을 가질 수 있으므로, 주석 질화물 박막을 형성하기 위한 전구체로서 매우 바람직한 성질을 가질 수 있다.In addition, in the organotin compound according to the present invention, R 2 to R 7 , which are substituents in the nitrogen-containing heterocyclic ligand derived from the compound C1 and compound C2 in [Formula A], R 12 to R 17 are preferably any one selected from hydrogen, deuterium, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) 3 , and in this case, excellent chemical-thermal stability Since it can have a fast deposition rate of a thin film even at a relatively low temperature, it can have very desirable properties as a precursor for forming a tin nitride thin film.

또한, 본 발명에 따른 유기 주석 화합물에 있어서, 상기 치환기 R1 및 R11은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C6의 선형 알킬기; C1-C6의 선형 할로겐화된 알킬기; C3-C6의 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C3-C6의 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하고, 이 경우에, 우수한 화학적-열적 안정성을 가지며, 상대적으로 낮은 온도에서도 박막의 증착 속도가 빠른 성질을 가지므로, 주석 질화물 박막을 형성하기 위한 전구체로서 매우 바람직한 성질을 가질 수 있다.In addition, in the organotin compound according to the present invention, the substituents R 1 and R 11 are each the same or different and independently from each other a linear alkyl group of C 1 -C 6 ; C 1 -C 6 linear halogenated alkyl group; C 3 -C 6 branched or cyclic alkyl group; and C 3 -C 6 branched or cyclic halogenated alkyl group; It may be any one selected from among, and more preferably, R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) It is preferably any one selected from among the three , and in this case, it has excellent chemical-thermal stability and has a fast deposition rate of the thin film even at a relatively low temperature, so it is very desirable as a precursor for forming a tin nitride thin film. It can have character.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 [화학식 A]내 상기 화합물 C1 및 화합물 C2 로부터 유래된 함질소 헤테로고리 리간드내 상기 m 및 n은 각각 1 또는 2일 수 있고, 이를 통해 상기 함질소 헤테로고리 리간드 구조는 5원환 또는 6원환 구조를 이룸으로써 안정한 상태를 나타낼 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, m and n in the nitrogen-containing heterocyclic ligand derived from the compound C1 and compound C2 in [Formula A] may be 1 or 2, respectively, and through this, the nitrogen-containing heterocyclic ligand may be The cyclic ligand structure can exhibit a stable state by forming a 5-membered ring or 6-membered ring structure.

또한, 본 발명의 더욱 바람직한 일 실시예로서, 상기 치환기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소일 수 있다.In addition, as a more preferred embodiment of the present invention, the substituents R 2 to R 7 R 12 to R 17 may be the same or different and independently of each other, hydrogen or deuterium.

또한, 본 발명의 더욱 바람직한 일 실시예로서, 상기 주석에 배위되는, 상기 [화학식 A]내 상기 화합물 C1 및 화합물 C2 로부터 유래된 두 개의 함질소 헤테로고리 리간드는 서로 동일할 수 있고, 이 경우에 주석 착물의 제조공정이 간단하고 주석에 배위된 리간드가 동일함으로써, 박막형성시 서로 상이한 리간드를 사용하는 경우보다 박막형성시 보다 단순화된 메커니즘에 따라 공정 변수를 줄일 수 있는 장점을 가진다.In addition, as a more preferred embodiment of the present invention, the two nitrogen-containing heterocyclic ligands derived from Compound C1 and Compound C2 in [Formula A], which are coordinated to the tin, may be identical to each other, and in this case, Since the manufacturing process of the tin complex is simple and the ligand coordinated to tin is the same, it has the advantage of reducing process variables according to a more simplified mechanism when forming a thin film than when using different ligands when forming a thin film.

한편, 본 발명은 상기 화학식 A로 표시되는 유기 주석 화합물을 전구체로 이용하여, 주석 질화물 박막을 제조하는 방법을 제공할 수 있으며, 이 경우에 주석 질화물 박막을 성장시키는 공정은 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액 공정에 의해 수행될 수 있다. Meanwhile, the present invention can provide a method of manufacturing a tin nitride thin film by using the organic tin compound represented by Formula A as a precursor, and in this case, the process of growing the tin nitride thin film is chemical vapor deposition (CVD). Alternatively, it may be performed by atomic layer deposition (ALD) or a solution process.

한편, 본 발명에 따른 상기 화학식 A로 표시되는 유기 주석 화합물은 분자내 주석 원자에 배위된 두개의 리간드에서 총 4개의 질소 원자를 포함하고 있어, 암모니아 가스 등의 추가적 질소 성분의 투입없이 주석 질화물 박막을 용이하게 형성할 수 있는 장점을 가질 수 있다.Meanwhile, the organic tin compound represented by the formula A according to the present invention contains a total of four nitrogen atoms in two ligands coordinated to tin atoms in the molecule, and thus can form a tin nitride thin film without adding additional nitrogen components such as ammonia gas. It can have the advantage of being able to be easily formed.

여기서, 상기 화학기상증착법(CVD) 방식 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액공정에 있어서, 본 발명은 각각의 공정 조건에 따라 박막의 성장 속도(growth rate) 및 박막 형성온도 조건을 적절히 조절하여 최적의 두께와 밀도를 가지는 주석 질화물 박막을 제조할 수 있다.Here, in the chemical vapor deposition (CVD) method, atomic layer deposition (ALD) or solution process, the present invention appropriately adjusts the growth rate and thin film formation temperature conditions according to each process condition to optimize the Tin nitride thin films with a thickness and density of can be manufactured.

보다 구체적으로, 상기 화학기상증착법(CVD)을 사용하는 경우, 본 발명의 유기 주석 화합물 전구체를 포함하는 반응물을 기체상태로, 다양한 종류 또는 형태를 갖는 기재를 포함하는 반응기에 공급함으로써 상기 기재 위에 주석 질화물 박막을 형성할 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 상기 화학식 A 로 표시되는 주석 화합물은 열적으로 안정하고 좋은 휘발성을 가지고 있기 때문에 다양한 조건에 따라 원하는 형태의 주석 질화물 박막을 제조할 수 있다.More specifically, when using the chemical vapor deposition (CVD) method, a reactant containing the organic tin compound precursor of the present invention is supplied in a gaseous state to a reactor containing a substrate having various types or shapes, thereby forming a tin layer on the substrate. A nitride thin film can be formed. In this case, since the tin compound represented by the formula A of the present invention is thermally stable and has good volatility, a tin nitride thin film of a desired shape can be manufactured under various conditions.

또한, 본 발명에서, 원자층 증착법(ALD)를 사용하는 경우, 본 발명에서의 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 전구체로서 포함하는 반응물을 증착 챔버(chamber)에 감압 또는 고진공하에서 펄스 형태로 공급하여, 웨이퍼 등의 기재 표면과 화학적 반응을 일으키면서 정밀한 단층 막을 형성할 수 있다. In addition, in the present invention, when using atomic layer deposition (ALD), a reactant containing the organic tin compound represented by formula A in the present invention as a precursor is supplied to the deposition chamber in pulse form under reduced pressure or high vacuum. Thus, a precise single layer film can be formed while causing a chemical reaction with the surface of a substrate such as a wafer.

한편, 본 발명은 하기 화합물 B로 표시되는 주석 화합물; 하기 화합물 C1으로 표시되는 함질소 고리 화합물; 및 화합물 C2으로 표시되는 함질소 고리화합물;을 각각 반응물로 사용하여 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물의 제조방법을 제공한다.Meanwhile, the present invention relates to a tin compound represented by compound B below; A nitrogen-containing ring compound represented by the following compound C1; and a nitrogen-containing ring compound represented by Compound C2; and a nitrogen-containing ring compound represented by Compound C2, respectively.

[화합물 B] [Compound B]

[화합물 C1] [화합물 C2][Compound C1] [Compound C2]

[화학식 A] [Formula A]

상기 화합물 B에 있어서,In the compound B,

상기 R31 내지 R34은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기, C6-C18의 아릴기, C3-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬실릴기 및 C6-C18의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고, R 31 to R 34 are the same or different and independently of each other, a C 1 -C 15 linear, branched or cyclic alkyl group, a C 6 -C 18 aryl group, or a C 3 -C 15 linear or branched alkyl group. Or any one selected from cyclic alkylsilyl group and C 6 -C 18 arylsilyl group,

상기 화합물 C1, 화합물 C2 및 화학식 A 에서의 R1 내지 R7, R11 내지 R17, m 및 n은 각각 앞에서 정의한 바와 동일하다. In Compound C1, Compound C2 and Formula A, R 1 to R 7 , R 11 to R 17 , m and n are each as defined above.

즉, 본 발명의 화학식 A로 표시되는 유기 주석 화합물은 하기 화합물 B로 표시되는 주석 화합물내 R31 및 R32를 포함하는 아민 리간드와, R33 및 R34를 포함하는 아민 리간드 대신에, 상기 화합물 C1로 표시되는 화합물; 및 화합물 C2로 표시되는 화합물;을 각각 반응물로 사용하여, 상기 화합물 C1 및 화합물 C2 로부터 유래된 함질소 헤테로고리 리간드를 주석 원자에 배위시킴으로써, 상기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조할 수 있다.That is, the organic tin compound represented by formula A of the present invention is an amine ligand containing R 31 and R 32 in the tin compound represented by compound B below, and instead of the amine ligand containing R 33 and R 34 , the above compound Compound represented by C1; and a compound represented by compound C2; are used as reactants, respectively, to coordinate the nitrogen-containing heterocyclic ligand derived from compound C1 and compound C2 to a tin atom, thereby preparing an organic tin compound represented by [Formula A]. You can.

여기서, 본 발명에 따른 화학식 C1 및 C2 에서의 상기 치환기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 또한 상기 R1 및 R11은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C6의 선형 알킬기; C1-C6의 선형 할로겐화된 알킬기; C3-C6의 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C3-C6의 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.Here, the substituents R 2 to R 7 in the formulas C1 and C2 according to the present invention, R 12 to R 17 are each the same or different and independently of each other hydrogen, deuterium, C 1 -C 6 linear, branched or cyclic alkyl group; and C 1 -C 6 linear, branched or cyclic halogenated alkyl groups; It may be any one selected from among, preferably, any one selected from hydrogen, deuterium, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) 3 , and R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other, and are each the same or different and independently of each other, a linear alkyl group of C 1 -C 6 ; C 1 -C 6 linear halogenated alkyl group; C 3 -C 6 branched or cyclic alkyl group; and C 3 -C 6 branched or cyclic halogenated alkyl group; Any one selected from among can be used, and more preferably, R 1 and R 11 are the same or different and independently of each other, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) It may be any one selected from 3 .

또한, 상기 화학식 C1 및 C2 에서의 상기 m 및 n은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수일 수 있으며, 바람직하게는 상기 m 및 n은 각각 1 또는 2일 수 있다.In addition, m and n in the formulas C1 and C2 are the same or different, and may independently be any integer selected from 1 to 3. Preferably, m and n may be 1 or 2, respectively. there is.

여기서, 상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조함에 있어, 유기 용매가 사용되는 경우에, 적절한 유기 용매의 종류로서는 헥산, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 헥산, 시클로헥산, 디에틸에테르 등을 들 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 바람직하게는 헥산, 톨루엔 또는 시클로헥산을 사용할 수 있다. Here, when an organic solvent is used in producing the organic tin compound represented by the formula A, suitable types of organic solvents include hexane, toluene, tetrahydrofuran, hexane, cyclohexane, diethyl ether, etc. However, it is not limited to this, and hexane, toluene, or cyclohexane can be preferably used.

상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조하기 위한 반응 조건은 바람직하게는 상기 유기 용매 하에서, 각각의 반응물을 혼합하여 0 ~ 100℃, 바람직하게는 10 내지 40 ℃의 온도 범위에서 12 내지 24시간 동안 교반을 통해 반응을 진행할 수 있으며, 이를 통해 상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 생성할 수 있다. The reaction conditions for preparing the organic tin compound represented by the formula A are preferably in the organic solvent, mixing each reactant at a temperature range of 0 to 100° C., preferably 10 to 40° C., for 12 to 24 hours. The reaction can proceed through stirring, and through this, an organic tin compound represented by the formula A can be produced.

이때, 상기 반응 중에 생성된 부산물 또는 미반응물로부터 생성물을 분리하기 위해서는 재결정(recrystallization), 승화(sublimation), 증류(distillation), 추출(extraction) 또는 컬럼 크로마토그래피 등을 이용하여 분리하여 고순도의 신규한 유기 주석 화합물을 얻을 수 있다.At this time, in order to separate the product from the by-products or unreacted products generated during the reaction, recrystallization, sublimation, distillation, extraction, or column chromatography is used to produce a high-purity, novel product. Organic tin compounds can be obtained.

이에 따라 얻어진, 고순도의 상기 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물은 상온에서 고체 또는 액체일 수 있으며, 열적으로 안정하고 좋은 휘발성을 가진다. The high-purity organotin compound represented by Chemical Formula A thus obtained may be solid or liquid at room temperature, and is thermally stable and has good volatility.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention can be better understood by the following examples, which are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

(1) 함질소 유기 리간드를 위한 아민 화합물의 제조(1) Preparation of amine compounds for nitrogen-containing organic ligands

[반응식 1][Scheme 1]

합성예 1 : Synthesis Example 1: NN -(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine(tbip)-(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine(tbip)

압력 반응 플라스크(pressure vessel)에 5-ethoxy-3,4-dihydro-2H-pyrrole (1.00 g, 8.84 mmol, 1.0 equiv.)을 에탄올(Ethanol)에 용해시켜 상온에서 교반하면서 tert-butylamine hydrochloride (0.97 g, 8.84 mmol, 1.0 equiv.)와 tert-butylamine (1.86 mL, 17.7 mmol, 2.0 equiv.)을 넣고 30분간 추가 교반시킨 뒤, 130 ℃에서 2일 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 상온으로 식힌 뒤, 감압 하에서 부산물을 제거하였다. 냉각조를 이용하여 반응물을 0 ℃로 맞춘 후, 6 M NaOH 수용액을 천천히 첨가하고 1시간 동안 추가 교반하였다. 반응물은 디에틸에테르(Diethyl ether)와 탈이온수(Deionized water, H2O)를 이용하여 두 층으로 분리되었고 분별깔때기를 이용하여 유기층을 추출한 뒤, 황산 마그네슘(MgSO4)으로 잔여 수분을 제거하고 필터 여과하였다. 얻은 여과액을 감압 하에서 농축하였고, 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 50 ℃, 8 mbar 조건에서 감압 승화하여 순수한 화합물인 N-(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine을 얻었다. (0.84 g, 수율 68%) In a pressure reaction flask, 5-ethoxy-3,4-dihydro-2H-pyrrole (1.00 g, 8.84 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in ethanol and stirred at room temperature while tert-butylamine hydrochloride (0.97 g, 8.84 mmol, 1.0 equiv.) and tert-butylamine (1.86 mL, 17.7 mmol, 2.0 equiv.) were added and stirred for an additional 30 minutes, and then stirred at 130°C for 2 days. When the reaction was completed, it was cooled to room temperature, and by-products were removed under reduced pressure. After adjusting the reaction temperature to 0°C using a cooling bath, 6 M NaOH aqueous solution was slowly added and stirred for an additional hour. The reactant was separated into two layers using diethyl ether and deionized water (H 2 O), the organic layer was extracted using a separatory funnel, and the remaining moisture was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ). Filter filtered. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure, and a white solid compound was obtained. This solid was sublimated under reduced pressure at 50°C and 8 mbar to obtain a pure compound, N -(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine. (0.84 g, yield 68%)

1H NMR (500 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.79 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.49 (s, 1H), 1.94 (t, J = 8.2 Hz, 2H), 1.59 ?? 1.52 (m, 2H), 1.38 (s, 9H). 1 H NMR (500 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.79 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.49 (s, 1H), 1.94 (t, J = 8.2 Hz, 2H), 1.59 ?? 1.52 (m, 2H), 1.38 (s, 9H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 163.34, 58.74, 51.15, 34.78, 29.13, 23.17. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 163.34, 58.74, 51.15, 34.78, 29.13, 23.17.

합성예 2 : Synthesis Example 2: NN -(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine(tbmp):-(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine(tbmp):

압력 반응 플라스크(pressure vessel)에 5-ethoxy-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole (1.00 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.)을 에탄올(Ethanol)에 용해시켜 상온에서 교반하면서 tert-butylamine hydrochloride (0.86 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.)와 tert-butylamine (1.65 mL, 15.7 mmol, 2.0 equiv.)을 넣고 30분간 추가 교반시킨 뒤, 130 ℃에서 2일 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 상온으로 식힌 뒤, 감압 하에서 부산물을 제거하였다. 냉각조를 이용하여 반응물을 0 ℃로 맞춘 후, 6 M NaOH 수용액을 천천히 첨가하고 1시간 동안 추가 교반하였다. 반응물은 디에틸에테르(Ether)와 탈이온수(Deionized water, H2O)를 이용하여 두 층으로 분리되었고 분별깔때기를 이용하여 유기층을 추출한 뒤, 황산 마그네슘(MgSO4)으로 잔여 수분을 제거하고 필터 여과하였다. 얻은 여과액을 감압 하에서 농축하였고, 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 50 ℃, 8 mbar 조건에서 감압 승화하여 순수한 화합물인 N-(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine을 얻었다. (1.05 g, 수율 86%)5-ethoxy-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole (1.00 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in ethanol in a pressure reaction flask and stirred at room temperature while tert- Butylamine hydrochloride (0.86 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.) and tert-butylamine (1.65 mL, 15.7 mmol, 2.0 equiv.) were added and stirred for an additional 30 minutes, and then stirred at 130°C for 2 days. When the reaction was completed, it was cooled to room temperature, and by-products were removed under reduced pressure. After adjusting the reaction to 0°C using a cooling bath, 6 M NaOH aqueous solution was slowly added and stirred for an additional hour. The reactant was separated into two layers using diethyl ether (Ether) and deionized water (H 2 O), the organic layer was extracted using a separatory funnel, residual moisture was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), and filtered. Filtered. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure, and a white solid compound was obtained. This solid was sublimated under reduced pressure at 50°C and 8 mbar to obtain a pure compound, N -(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine. (1.05 g, yield 86%)

1H NMR (400 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 4.04 (h, J = 6.6 Hz, 1H), 3.42 (s, 1H), 2.02 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 1.84 ?? 1.76 (m, 1H), 1.36 (s, 9H), 1.29 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.21 ?? 1.12 (m, 1H). 1 H NMR (400 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 4.04 (h, J = 6.6 Hz, 1H), 3.42 (s, 1H), 2.02 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 1.84 ?? 1.76 (m, 1H), 1.36 (s, 9H), 1.29 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.21 ?? 1.12 (m, 1H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 162.17, 65.53, 51.14, 35.11, 31.22, 29.08, 24.05. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 162.17, 65.53, 51.14, 35.11, 31.22, 29.08, 24.05.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C9H18N2) 154.1470; Found: 154.1470HR-MS: [M] + Calculated: (C 9 H 18 N 2 ) 154.1470; Found: 154.1470

합성예 3 : Synthesis Example 3: NN -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine(tbtp)-(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine(tbtp)

압력 반응 플라스크(pressure vessel)에 6-ethoxy-2,3,4,5-tetrahydropyridine (1.00 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.)을 에탄올(Ethanol)에 용해시켜 상온에서 교반하면서 tert-butylamine hydrochloride (0.86 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.)와 tert-butylamine (1.65 mL, 15.7 mmol, 2.0 equiv.) 을 넣고 30분간 추가 교반시킨 뒤, 130 ℃에서 2일 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 상온으로 식힌 뒤, 감압 하에서 부산물을 제거하였다. 냉각조를 이용하여 반응물을 0 ℃로 맞춘 후, 6 M NaOH 수용액을 천천히 첨가하고 1시간 동안 추가 교반하였다. 반응물은 디에틸에테르(Ether)와 탈이온수(Deionized water, H2O)를 이용하여 두 층으로 분리되었고 분별깔때기를 이용하여 유기층을 추출한 뒤, 황산 마그네슘(MgSO4)으로 잔여 수분을 제거하고 필터 여과하였다. 얻은 여과액을 감압 하에서 농축하였고, 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 50 ℃, 8 mbar 조건에서 감압 증류하여 순수한 화합물인 N-(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine을 얻었다. (0.90 g, 수율 74%)In a pressure reaction flask, 6-ethoxy-2,3,4,5-tetrahydropyridine (1.00 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in ethanol and stirred at room temperature while tert-butylamine hydrochloride (0.86 g, 7.86 mmol, 1.0 equiv.) and tert-butylamine (1.65 mL, 15.7 mmol, 2.0 equiv.) were added and stirred for an additional 30 minutes, and then stirred at 130°C for 2 days. When the reaction was completed, it was cooled to room temperature, and by-products were removed under reduced pressure. After adjusting the reaction to 0°C using a cooling bath, 6 M NaOH aqueous solution was slowly added and stirred for an additional hour. The reactant was separated into two layers using diethyl ether (Ether) and deionized water (H 2 O), the organic layer was extracted using a separatory funnel, residual moisture was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), and filtered. Filtered. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure, and a white solid compound was obtained. This solid was distilled under reduced pressure at 50°C and 8 mbar to obtain a pure compound, N -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine. (0.90 g, yield 74%)

1H NMR (400 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.54 (t, J = 5.7 Hz, 2H), 3.09 (s, 1H), 1.61 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 1.44 ?? 1.39 (m, 11H), 1.35 ?? 1.31 (m, 2H). 1 H NMR (400 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.54 (t, J = 5.7 Hz, 2H), 3.09 (s, 1H), 1.61 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 1.44 ?? 1.39 (m, 11H), 1.35 ?? 1.31 (m, 2H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 154.45, 50.59, 47.08, 29.47, 27.47, 23.31, 21.09. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 154.45, 50.59, 47.08, 29.47, 27.47, 23.31, 21.09.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C9H18N2) 154.1470; Found: 154.1470HR-MS: [M] + Calculated: (C 9 H 18 N 2 ) 154.1470; Found: 154.1470

합성예 4 : Synthesis Example 4: NN -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine(tbta)-(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine(tbta)

압력 반응 플라스크(pressure vessel)에 7-ethoxy-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepine (1.00 g, 7.08 mmol, 1.0 equiv.)을 에탄올(Ethanol)에 용해시켜 상온에서 교반하면서 tert-butylamine hydrochloride (0.78 g, 7.08 mmol, 1.0 equiv.)와 tert-butylamine (1.49 mL, 14.2 mmol, 2.0 equiv.)을 넣고 30분간 추가 교반시킨 뒤, 130 ℃에서 2일 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 상온으로 식힌 뒤, 감압 하에서 부산물을 제거하였다. 냉각조를 이용하여 반응물을 0 ℃로 맞춘 후, 6 M NaOH 수용액을 천천히 첨가하고 1시간 동안 추가 교반하였다. 반응물은 디에틸에테르(Ether)와 탈이온수(Deionized water, H2O)를 이용하여 두 층으로 분리되었고 분별깔때기를 이용하여 유기층을 추출한 뒤, 황산 마그네슘(MgSO4)으로 잔여 수분을 제거하고 필터 여과하였다. 얻은 여과액을 감압 하에서 농축하였고, 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 65 ℃, 8 mbar 조건에서 감압 승화하여 순수한 화합물인 N-(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine을 얻었다. 7-ethoxy-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepine (1.00 g, 7.08 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in ethanol in a pressure reaction flask and stirred at room temperature while tert- Butylamine hydrochloride (0.78 g, 7.08 mmol, 1.0 equiv.) and tert-butylamine (1.49 mL, 14.2 mmol, 2.0 equiv.) were added and stirred for an additional 30 minutes, and then stirred at 130°C for 2 days. When the reaction was completed, it was cooled to room temperature, and by-products were removed under reduced pressure. After adjusting the reaction to 0°C using a cooling bath, 6 M NaOH aqueous solution was slowly added and stirred for an additional hour. The reactant was separated into two layers using diethyl ether (Ether) and deionized water (H 2 O), the organic layer was extracted using a separatory funnel, residual moisture was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), and filtered. Filtered. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure, and a white solid compound was obtained. This solid was sublimated under reduced pressure at 65°C and 8 mbar to obtain a pure compound, N -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine.

1H NMR (400 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): 3.55 ?? 3.53 (m, 2H), 1.76 ?? 1.74 (m, 2H), 1.53 (hept, J = 4.0, 3.2 Hz, 4H), 1.42 (s, 9H), 1.27 (h, J = 5.1, 3.5 Hz, 2H). 1 H NMR (400 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): 3.55 ?? 3.53 (m, 2H), 1.76 ?? 1.74 (m, 2H), 1.53 (hept, J = 4.0, 3.2 Hz, 4H), 1.42 (s, 9H), 1.27 (h, J = 5.1, 3.5 Hz, 2H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): 162.24, 50.72, 50.13, 34.36, 31.53, 29.46, 29.09, 25.24. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): 162.24, 50.72, 50.13, 34.36, 31.53, 29.46, 29.09, 25.24.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C10H20N2) 168.1626; Found: 168.1612HR-MS: [M] + Calculated: (C 10 H 20 N 2 ) 168.1626; Found: 168.1612

(2) 유기 주석 착물(전구체)의 제조(2) Preparation of organic tin complex (precursor)

[반응식 2][Scheme 2]

합성예 5 : Sn(tbip)Synthesis Example 5: Sn(tbip) 22 (tbip: (tbip: NN -(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine)-(tert-butyl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine)

둥근 바닥 플라스크에 Sn(btsa)2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.)을 톨루엔(Toluene)에 용해시켜 상온에서 교반한 후, tbip (0.64 g, 4.56 mmol, 2.0 equiv.)을 천천히 넣고 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 감압 하에서 부산물을 제거하여 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 상온에서 재결정하여 순수한 투명색 화합물인 주석 착물(Sn(tbip)2)을 얻었다. (0.84 g, 수율 97 %)Sn(btsa) 2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in toluene in a round bottom flask and stirred at room temperature, then tbip (0.64 g, 4.56 mmol) , 2.0 equiv.) was slowly added and stirred for 12 hours. When the reaction was completed, the by-products were removed under reduced pressure to obtain a white solid compound. This solid was recrystallized at room temperature to obtain tin complex (Sn(tbip) 2 ), a pure transparent compound. (0.84 g, 97% yield)

1H NMR (500 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.33 (t, J = 6.8 Hz, 4H), 2.05 (t, J = 7.8 Hz, 4H), 1.59 (p, J = 7.4 Hz, 4H), 1.31 (s, 18H). 1 H NMR (500 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.33 (t, J = 6.8 Hz, 4H), 2.05 (t, J = 7.8 Hz, 4H), 1.59 (p, J = 7.4 Hz) , 4H), 1.31 (s, 18H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 174.72, 51.34, 47.97, 31.63, 30.33, 25.34. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 174.72, 51.34, 47.97, 31.63, 30.33, 25.34.

Anal. Calcd. for C16H30N4Sn: C, 48.39; H, 7.61; N, 14.11. Found: C, 48.02; H, 7.70; N, 13.71.Anal. Calcd. for C 16 H 30 N 4 Sn: C, 48.39; H, 7.61; N, 14.11. Found: C, 48.02; H, 7.70; N, 13.71.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C16H30N4Sn) 398.1492; Found: 398.1483HR-MS: [M] + Calculated: (C 16 H 30 N 4 Sn) 398.1492; Found: 398.1483

합성예 6 : Sn(tbmp)Synthesis Example 6: Sn(tbmp) 22 (tbmp: (tbmp: NN -(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine)-(tert-butyl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-amine)

둥근 바닥 플라스크에 Sn(btsa)2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.)을 톨루엔(Toluene)에 용해시켜 상온에서 교반한 후, tbmp (0.70 g, 4.56 mmol, 2.0 equiv.)을 천천히 넣고 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 감압 하에서 부산물을 제거하여 순수한 고체 화합물 Sn(tbmp)2을 얻었다. (0.93 g, 수율 99 %)Sn(btsa) 2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in toluene in a round bottom flask and stirred at room temperature, then tbmp (0.70 g, 4.56 mmol) , 2.0 equiv.) was slowly added and stirred for 12 hours. When the reaction was completed, by-products were removed under reduced pressure to obtain a pure solid compound Sn(tbmp) 2 . (0.93 g, 99% yield)

1H NMR (500 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.81 ?? 3.66 (m, 2H), 2.28 ?? 2.18 (m, 2H), 2.15 ?? 2.01 (m, 2H), 1.87 ?? 1.74 (m, 2H), 1.31 ?? 1.30 (m, 18H), 1.28 ?? 1.24 (m, 2H), 1.14 (dd, J = 8.6, 6.3 Hz, 6H). 1 H NMR (500 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.81 ?? 3.66 (m, 2H), 2.28 ?? 2.18 (m, 2H), 2.15 ?? 2.01 (m, 2H), 1.87 ?? 1.74 (m, 2H), 1.31 ?? 1.30 (m, 18H), 1.28 ?? 1.24 (m, 2H), 1.14 (dd, J = 8.6, 6.3 Hz, 6H).

13C NMR (101 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 174.42, 174.22, 55.35, 55.26, 51.97, 51.87, 33.37, 32.92, 32.13, 32.08, 30.54, 30.10, 24.27, 23.99. 13 C NMR (101 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 174.42, 174.22, 55.35, 55.26, 51.97, 51.87, 33.37, 32.92, 32.13, 32.08, 30.54, 30.10, 24.27 , 23.99.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C18H34N4Sn) 426.1805; Found: 426.1810HR-MS: [M] + Calculated: (C 18 H 34 N 4 Sn) 426.1805; Found: 426.1810

Anal. Calcd. for C18H34N4Sn: C, 50.85; H, 8.06; N, 13.18. Found: C, 50.84; H, 8.21; N, 13.39.Anal. Calcd. for C 18 H 34 N 4 Sn: C, 50.85; H, 8.06; N, 13.18. Found: C, 50.84; H, 8.21; N, 13.39.

합성예 7 : Sn(tbtp)Synthesis Example 7: Sn(tbtp) 22 (tbtp: (tbtp: NN -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine) -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydropyridin-2-amine)

둥근 바닥 플라스크에 Sn(btsa)2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.)을 톨루엔(Toluene)에 용해시켜 상온에서 교반한 후, tbtp (0.70 g, 4.56 mmol, 2.0 equiv.)을 천천히 넣고 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 감압 하에서 부산물을 제거하여 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 상온에서 재결정하여 순수한 투명색 화합물인 Sn(tbtp)2 화합물을 얻었다. (0.91 g, 수율 97 %)Sn(btsa) 2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in toluene in a round bottom flask and stirred at room temperature, then tbtp (0.70 g, 4.56 mmol) , 2.0 equiv.) was slowly added and stirred for 12 hours. When the reaction was completed, the by-products were removed under reduced pressure to obtain a white solid compound. This solid was recrystallized at room temperature to obtain Sn(tbtp) 2 compound, a pure transparent compound. (0.91 g, 97% yield)

1H NMR (500 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.47 (t, J = 5.5 Hz, 4H), 2.14 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 1.34 ?? 1.29 (m, 26H). 1 H NMR (500 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.47 (t, J = 5.5 Hz, 4H), 2.14 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 1.34 ?? 1.29 (m, 26H).

13C NMR (126 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 166.65, 51.42, 45.40, 32.46, 29.51, 24.59, 20.82. 13 C NMR (126 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 166.65, 51.42, 45.40, 32.46, 29.51, 24.59, 20.82.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C18H34N4Sn) 426.1805; Found: 426.1797 HR-MS: [M] + Calculated: (C 18 H 34 N 4 Sn) 426.1805; Found: 426.1797

Anal. Calcd. for C18H34N4Sn: C, 50.85; H, 8.06; N, 13.18. Found: C, 50.53; H, 8.11; N, 12.96.Anal. Calcd. for C 18 H 34 N 4 Sn: C, 50.85; H, 8.06; N, 13.18. Found: C, 50.53; H, 8.11; N, 12.96.

합성예 8 : Sn(tbta)Synthesis Example 8: Sn(tbta) 22 (tbta: (tbta: NN -(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine)-(tert-butyl)-3,4,5,6-tetrahydro-2H-azepin-7-amine)

둥근 바닥 플라스크에 Sn(btsa)2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.)을 톨루엔(Toluene)에 용해시켜 상온에서 교반한 후, tbta (0.77 g, 4.56 mmol, 2.0 equiv.)을 천천히 넣고 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 감압 하에서 부산물을 제거하여 흰색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 상온에서 재결정하여 순수한 투명색 화합물인 Sn(tbta)2 화합물을 얻었다. (1.01 g, 수율 98 %)Sn(btsa) 2 (btsa: bis(trimethylsilyl)amide) (1.00 g, 2.28 mmol, 1.0 equiv.) was dissolved in toluene in a round bottom flask and stirred at room temperature, then tbta (0.77 g, 4.56 mmol) , 2.0 equiv.) was slowly added and stirred for 12 hours. When the reaction was completed, the by-products were removed under reduced pressure to obtain a white solid compound. This solid was recrystallized at room temperature to obtain Sn(tbta) 2 compound, a pure transparent compound. (1.01 g, 98% yield)

1H NMR (500 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 3.47 (dd, J = 6.1, 2.9 Hz, 4H), 2.24 ?? 2.22 (m, 4H), 1.51 ?? 1.42 (m, 12H), 1.31 (s, 18H). 1 H NMR (500 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 3.47 (dd, J = 6.1, 2.9 Hz, 4H), 2.24 ?? 2.22 (m, 4H), 1.51 ?? 1.42 (m, 12H), 1.31 (s, 18H).

13C NMR (126 MHz, Benzene-d 6 ) δ (ppm): δ 173.75, 51.33, 46.77, 32.83, 31.90, 31.45, 31.23, 25.10. 13 C NMR (126 MHz, Benzene- d 6 ) δ (ppm): δ 173.75, 51.33, 46.77, 32.83, 31.90, 31.45, 31.23, 25.10.

HR-MS: [M]+ Calculated: (C20H38N4Sn) 454.2118; Found:454.2119HR-MS: [M] + Calculated: (C 20 H 38 N 4 Sn) 454.2118; Found:454.2119

Anal. Calcd. for C20H38N4Sn: C, 53.00; H, 8.45; N, 12.36. Found: C, 52.74; H, 8.66; N, 12.21.Anal. Calcd. for C 20 H 38 N 4 Sn: C, 53.00; H, 8.45; N, 12.36. Found: C, 52.74; H, 8.66; N, 12.21.

실험예 1 : 주석 전구체 물질의 X선 단결정 구조 분석Experimental Example 1: X-ray single crystal structure analysis of tin precursor material

상기 합성예 5, 합성예 7 및 합성예 8에서 합성한 주석 착물의 고체 상의 분자 구조를 확인하기 위하여 Bruker SMART APEX II X-ray Diffractometer를 이용하여 단결정 구조를 확인하여 주석 전구체 화합물의 정확한 구조를 확인할 수 있었으며, 도 1 내지 도 3에 이들 구조를 각각 나타내었다. In order to confirm the solid phase molecular structure of the tin complex synthesized in Synthesis Example 5, Synthesis Example 7, and Synthesis Example 8, the single crystal structure was confirmed using a Bruker SMART APEX II X-ray Diffractometer to confirm the exact structure of the tin precursor compound. and these structures are shown in Figures 1 to 3, respectively.

실험예 2 : 열중량 분석(TGA)Experimental Example 2: Thermogravimetric Analysis (TGA)

상기 합성예 5 내지 합성예 8에서 합성한 주석 전구체 화합물의 열적 안정성 및 휘발성과 열분해 온도를 확인하기 위해 NETZSCH TG 209 F3 thermogravimetry를 이용하여 열중량 분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 실시하였고, 이에 대한 결과는 도 4에 나타내었다. In order to confirm the thermal stability, volatility, and thermal decomposition temperature of the tin precursor compounds synthesized in Synthesis Examples 5 to 8, thermogravimetric analysis (TGA) was performed using NETZSCH TG 209 F3 thermogravimetry, and the results were is shown in Figure 4.

상기 열중량 분석(TGA)은 아르곤 가스 분위기에서 분당 20 K의 속도로 500 ℃까지 가온 시키면서 측정하였으며, 분석 대상 화합물은 대체적으로 105 ℃ 정도에서 서서히 질량 감소가 일어나 상기 다른 온도에서 급격한 질량 감소가 일어났으며, 각각의 분석 대상 화합물의 최종 잔여량(Sn(tbip)2, 6.8 %; Sn(tbmp)2, 3.7 %; Sn(tbtp)2, 2.4 %; Sn(tbta)2, 2.7 %)을 확인하였다. 이를 통하여 본 발명에 따른 신규한 주석 착물(전구체)은 주석 박막 또는 주석 질화물 박막을 형성하기 위한 우수한 특성을 보유하고 있음을 보여주고 있다.The thermogravimetric analysis (TGA) was measured while heating to 500°C at a rate of 20 K per minute in an argon gas atmosphere, and the compound to be analyzed generally gradually decreases in mass at around 105°C and rapidly decreases in mass at other temperatures. and the final residual amount of each compound to be analyzed (Sn(tbip) 2 , 6.8 %; Sn(tbmp) 2 , 3.7 %; Sn(tbtp) 2 , 2.4 %; Sn(tbta) 2 , 2.7 %) was confirmed. did. This shows that the novel tin complex (precursor) according to the present invention has excellent properties for forming a tin thin film or tin nitride thin film.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements can be made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. It falls within the scope of invention rights.

Claims (10)

하기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 주석 화합물.
[화학식 A]

상기 화학식 A에서,
상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C6의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C1-C10의 선형, 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m 및 n은 각각 동일하거나 상이하며, 서로 독립적으로 1 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이며,
상기 m이 2 이상인 경우에 각각의 ' ' 는 동일하거나 상이하며,
또한, 상기 n이 2 이상인 경우에 각각의 '' 는 동일하거나 상이하다.
An organic tin compound represented by the following [Chemical Formula A].
[Formula A]

In Formula A,
R 2 to R 7 , R 12 to R 17 are each the same or different and independently of each other hydrogen, deuterium, C 1 -C 6 linear, branched or cyclic alkyl group; and C 1 -C 6 linear, branched or cyclic halogenated alkyl groups; Any one selected from,
R 1 and R 11 are each the same or different and independently of each other a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group; and a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic halogenated alkyl group,
The m and n are each the same or different and are independently any integer selected from 1 to 3,
When m is 2 or more, each ' ' is the same or different,
In addition, when n is 2 or more, each ' ' is the same or different.
제1항에 있어서,
상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.
According to paragraph 1,
R 2 to R 7 , R 12 to R 17 are each the same or different and independently selected from hydrogen, deuterium, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) 3 Organic tin compounds.
제1항에 있어서,
상기 R1 및 R11은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C6의 선형 알킬기; C1-C6의 선형 할로겐화된 알킬기; C3-C6의 분지형 또는 고리형 알킬기; 및 C3-C6의 분지형 또는 고리형 할로겐화된 알킬기; 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.

According to paragraph 1,
R 1 and R 11 are each the same or different and independently from each other a linear alkyl group of C 1 -C 6 ; C 1 -C 6 linear halogenated alkyl group; C 3 -C 6 branched or cyclic alkyl group; and C 3 -C 6 branched or cyclic halogenated alkyl group; An organic tin compound, characterized in that it is any one selected from among.

제3항에 있어서,
상기 R1 및 R11는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.
According to paragraph 3,
Wherein R 1 and R 11 are each the same or different and independently from each other, CH 3 , C 2 H 5 , CH (CH 3 ) 2 and C (CH 3 ) 3. An organic tin compound, characterized in that .
제1항에 있어서,
상기 m 및 n은 각각 1 또는 2인 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.
According to paragraph 1,
An organic tin compound wherein m and n are each 1 or 2.
제5항에 있어서,
상기 R2 내지 R7, R12 내지 R17은 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.
According to clause 5,
R 2 to R 7 , An organic tin compound wherein R 12 to R 17 are the same or different and independently of each other, hydrogen or deuterium.
제1항에 있어서,
상기 주석에 배위되는, 두 개의 리간드는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 유기 주석 화합물.
According to paragraph 1,
An organic tin compound, wherein the two ligands coordinated to tin are identical to each other.
제1항 내지 제7항 중에서 선택되는 어느 하나의 유기 주석 화합물을 전구체로 이용하여 주석 질화물 박막을 제조하는 방법.
A method of producing a tin nitride thin film using any one organic tin compound selected from claims 1 to 7 as a precursor.
제8항에 있어서,
상기 주석 질화물 박막을 제조하는 공정은 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 주석 질화물 박막을 제조하는 방법.
According to clause 8,
A method of manufacturing a tin nitride thin film, wherein the process of manufacturing the tin nitride thin film is performed by chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or a solution process.
하기 화합물 B로 표시되는 주석 화합물; 하기 화합물 C1으로 표시되는 함질소 고리 화합물; 및 화합물 C2으로 표시되는 함질소 고리화합물;을 각각 반응물로 사용하여 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 청구항 1의 화학식 A 로 표시되는 유기 주석 화합물의 제조방법.
[화합물 B]

[화합물 C1] [화합물 C2]

[화학식 A]

상기 화합물 B에 있어서,
상기 R31 내지 R34은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, C1-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기, C6-C18의 아릴기, C3-C15의 선형, 분지형 또는 고리형 알킬실릴기 및 C6-C18의 아릴실릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 화합물 C1, 화합물 C2 및 화학식 A 에서의 R1 내지 R7, R11 내지 R17, m 및 n은 각각 상기 제1항에서 정의한 바와 동일하다.
A tin compound represented by compound B below; A nitrogen-containing ring compound represented by the following compound C1; and a nitrogen-containing ring compound represented by compound C2; A method for producing an organic tin compound represented by formula A of claim 1, characterized in that the organic tin compound represented by formula A is prepared using each as a reactant.
[Compound B]

[Compound C1] [Compound C2]

[Formula A]

In the compound B,
R 31 to R 34 are the same or different and independently of each other, a C 1 -C 15 linear, branched or cyclic alkyl group, a C 6 -C 18 aryl group, or a C 3 -C 15 linear or branched alkyl group. Or any one selected from cyclic alkylsilyl group and C 6 -C 18 arylsilyl group,
R 1 to R 7 , R 11 to R 17 , m and n in Compound C1, Compound C2 and Formula A are each as defined in paragraph 1 above.
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KR20220041112A (en) 2019-08-09 2022-03-31 가부시키가이샤 고준도가가쿠 겐큐쇼 Bis(ethylcyclopentadienyl)tin, a raw material for chemical vapor deposition, a method for manufacturing a thin film containing tin, and a method for manufacturing a tin oxide thin film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009227674A (en) 2008-03-20 2009-10-08 Korea Res Inst Of Chem Technol Novel tin aminoalkoxide complex and method for producing the same
KR20220041112A (en) 2019-08-09 2022-03-31 가부시키가이샤 고준도가가쿠 겐큐쇼 Bis(ethylcyclopentadienyl)tin, a raw material for chemical vapor deposition, a method for manufacturing a thin film containing tin, and a method for manufacturing a tin oxide thin film

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