KR102741165B1 - Organic metal compound, composition for depositing thin film comprising the organic metal compound, manufacturing method for thin film using the composition, thin film manufactured from the composition, and semiconductor device including the thin film - Google Patents
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Abstract
하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물, 상기 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 상기 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 상기 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 상기 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R8의 정의는 명세서에 기재한 바와 같다.The present invention relates to an organometallic compound represented by the following chemical formula 1, a composition for thin film deposition comprising the organometallic compound, a method for producing a thin film using the composition for thin film deposition, a thin film produced from the composition for thin film deposition, and a semiconductor device comprising the thin film.
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1, the definitions of R 1 to R 8 are as described in the specification.
Description
유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organometallic compound, a composition for thin film deposition comprising the organometallic compound, a method for producing a thin film using the composition for thin film deposition, a thin film produced from the composition for thin film deposition, and a semiconductor device comprising the thin film.
최근 반도체 산업은 수백 나노미터 크기에서 수 내지 수십 나노미터 크기의 초미세 기술로 발전하고 있다. 이러한 초미세 기술을 실현하기 위해서는 높은 유전율, 및 낮은 전기 저항을 갖는 박막이 필수적이다.Recently, the semiconductor industry has been developing from a size of several hundred nanometers to an ultra-fine technology of several to tens of nanometers. In order to realize this ultra-fine technology, thin films with high permittivity and low electrical resistance are essential.
그러나, 반도체 소자의 고집적화로 인해, 스퍼터링(sputtering) 공정 등의 기존에 사용되어 오던 물리 기상 증착 공정(PVD)으로는 상기 박막을 형성하기 어렵다. 이에 따라, 근래, 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 상기 박막을 형성한다.However, due to the high integration of semiconductor devices, it is difficult to form the thin film using a conventional physical vapor deposition process (PVD), such as a sputtering process. Accordingly, recently, the thin film is formed using a chemical vapor deposition process (CVD) or an atomic layer deposition process (ALD).
화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 상기 박막을 균일하게 형성하기 위해서는 기화가 용이하면서도 열적으로 안정한 박막 증착용 조성물이 필요하다.In order to uniformly form the above thin film by a chemical vapor deposition process (CVD) or an atomic layer deposition process (ALD), a composition for thin film deposition that is easy to vaporize and thermally stable is required.
일 구현예는 저점도이고 휘발성이 우수한 유기금속 화합물을 제공한다.One embodiment provides an organometallic compound having low viscosity and excellent volatility.
다른 구현예는 상기 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물을 제공한다.Another embodiment provides a composition for thin film deposition comprising the organometallic compound.
또 다른 구현예는 상기 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법을 제공한다.Another embodiment provides a method for producing a thin film using the composition for thin film deposition.
또 다른 구현예는 상기 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막을 제조한다.Another embodiment produces a thin film prepared from the composition for thin film deposition.
또 다른 구현예는 상기 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다. Another embodiment provides a semiconductor device comprising the thin film.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 제공한다.According to one embodiment, an organometallic compound represented by the following chemical formula 1 is provided.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 하기 화학식 2로 표현되는 기이고, R 1 to R 8 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a group represented by the following chemical formula 2,
R1 내지 R8 중 1개 이상 4개 이하는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표현되는 기이고, Among R 1 to R 8 , one or more and four or fewer are each independently a group represented by the following chemical formula 2,
[화학식 2][Chemical formula 2]
*-L-SiRaRbRc *-L-SiR a R b R c
상기 화학식 2에서, In the above chemical formula 2,
L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,L is a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, R a , R b and R c are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
Ra, Rb 및 Rc 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이며,At least one of R a , R b and R c is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
*은 사이클로펜타다이엔에 연결되는 지점이다.* indicates the point where it is connected to cyclopentadiene.
상기 R1 내지 R8 중 1개 이상 4개 이하는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기이고,Among the above R 1 to R 8 , one or more and four or fewer are each independently a group represented by the above chemical formula 2,
나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있다.At least one of the remaining R 1 to R 8 may independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
상기 나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.At least one of the remaining R 1 to R 8 may each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
상기 R1 내지 R4 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기이고, One or both of the above R 1 to R 4 are each independently a group represented by the above chemical formula 2,
상기 R5 내지 R8 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현될 수 있다.One or both of the above R 5 to R 8 can each be independently expressed by the above chemical formula 2.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.The above chemical formula 1 can be represented by any one of the following chemical formulas 1-1 to 1-5.
[화학식 1-1] [화학식 1-2] [화학식 1-3][Chemical Formula 1-1] [Chemical Formula 1-2] [Chemical Formula 1-3]
[화학식 1-4] [화학식 1-5] [Chemical Formula 1-4] [Chemical Formula 1-5]
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서,In the chemical formulas 1-1 to 1-5 above,
R1, R3, R5, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,L 1 to L 4 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, or a substituted or unsubstituted ethylene group,
Ra1 내지 Ra4, Rb1 내지 Rb4, 및 Rc1 내지 Rc4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, R a1 to R a4 , R b1 to R b4 , and R c1 to R c4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
Ra1, Rb1 및 Rc1 중 적어도 하나; Ra2, Rb2 및 Rc2 중 적어도 하나; Ra3, Rb3 및 Rc3 중 적어도 하나; 그리고 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이다.At least one of R a1 , R b1 and R c1 ; at least one of R a2 , R b2 and R c2 ; at least one of R a3 , R b3 and R c3 ; and at least one of R a4 , R b4 and R c4 is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5의 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있다.At least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 in the chemical formulas 1-1 to 1-5 may independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5의 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.At least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 in the above chemical formulae 1-1 to 1-5 may independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
상기 유기금속 화합물은 상온에서 액체일 수 있다.The above organometallic compound may be liquid at room temperature.
상기 유기금속 화합물은 하기 조건에 따라 측정된 점도가 400cps 이하일 수 있다.The above organometallic compound may have a viscosity of 400 cps or less as measured under the following conditions.
[점도 측정 조건][Viscosity measurement conditions]
ㆍ 점도 측정계: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社) ㆍ Viscosity measuring instrument: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD)
ㆍ Spindle No.: CPA-40zㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPMㆍTorque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃ㆍ Measurement temperature (sample cup temperature): 25℃
상기 유기금속 화합물은 아르곤 가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis) 측정 시, 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도가 50℃ 내지 300℃일 수 있다.The temperature at which the organometallic compound experiences a weight loss of 50% compared to its initial weight when measured by thermogravimetric analysis under an argon gas atmosphere at 1 atm may be 50°C to 300°C.
다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물을 제공한다.According to another embodiment, a composition for thin film deposition is provided comprising an organometallic compound according to one embodiment.
상기 박막 증착용 조성물은 제1 박막 증착용 조성물일 수 있다. The above composition for thin film deposition may be a first composition for thin film deposition.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함하는 박막의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment, a method for manufacturing a thin film is provided, comprising the steps of vaporizing a first thin film deposition composition according to one embodiment, and depositing the vaporized first thin film deposition composition on a substrate.
상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및The method for manufacturing the above thin film comprises the steps of vaporizing a second thin film deposition composition, and
상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함할 수 있다.The method further comprises a step of depositing the vaporized second thin film deposition composition on the substrate, wherein the second thin film deposition composition may include a second organometallic compound including titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, or a combination thereof.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 상기 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착될 수 있다.The above-described vaporized first thin film deposition composition and the above-described vaporized second thin film deposition composition can be deposited together or independently on the substrate.
상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제1 박막 증착용 조성물을 300℃이하의 온도에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. The step of vaporizing the first thin film deposition composition may include a step of heat treating the first thin film deposition composition at a temperature of 300°C or less.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함하고, 상기 반응가스는 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on the substrate further includes the step of reacting the vaporized first thin film deposition composition with a reaction gas, and the reaction gas may include water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), plasma, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ammonia (NH 3 ), or hydrazine (N 2 H 4 ), or a combination thereof.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다.The step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on the substrate can be performed using atomic layer deposition (ALD) or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막 증착용 조성물로부터 제조되는 박막을 제공한다.According to another embodiment, a thin film is provided manufactured from a composition for thin film deposition according to one embodiment.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.According to another embodiment, a semiconductor device including a thin film according to one embodiment is provided.
일 구현예에 따른 유기금속 화합물은 상온에서 액체 상태로서 저점도를 나타내고 휘발성이 우수하다. 따라서, 일 구현예에 따른 유기금속 화합물을 이용하여 반도체 박막을 용이하게 제조할 수 있고, 상기 제조된 박막을 포함함으로써 전기적 특성에 대한 신뢰성이 높은 반도체 소자를 제공할 수 있다. The organometallic compound according to one embodiment is in a liquid state at room temperature, exhibits low viscosity, and has excellent volatility. Therefore, a semiconductor thin film can be easily manufactured using the organometallic compound according to one embodiment, and a semiconductor device having high reliability in electrical characteristics can be provided by including the manufactured thin film.
도 1 은 실시예 1 및 2, 그리고 비교예 1에 따른 유기금속 화합물의 온도에 따른 중량 변화율을 나타낸 온도-중량 변화율 그래프이다.Figure 1 is a temperature-weight change rate graph showing the weight change rate according to temperature of the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 층, 막, 박막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. Unless otherwise specifically defined herein, when a part such as a layer, film, thin film, region, or plate is said to be “on” or “over” another part, this includes not only cases where it is “directly on” the other part, but also cases where there is another part in between.
이하 본 명세서에서, 특별한 정의가 없는 한, “이들의 조합”이란 구성물의 혼합물, 복합체, 배위화합물, 적층물, 합금 등을 의미한다. Hereinafter, in this specification, unless otherwise specifically defined, “combination thereof” means a mixture, complex, coordination compound, layered product, alloy, etc. of components.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "치환"이란 수소 원자가 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, -NRR’(여기서, R 및 R’은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), -SiRR’R” (여기서, R, R’, 및 R”은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), C1 내지 C20 알킬기, C1 내지 C10 할로알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다. "비치환"이란 수소 원자가 다른 치환기로 치환되지 않고 수소 원자로 남아있는 것을 의미한다.Hereinafter, unless otherwise specifically defined, "substitution" means a hydrogen atom substituted with deuterium, a halogen group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, -NRR' (wherein, R and R' are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon group), -SiRR'R" (wherein, R, R', and R" are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon group), a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C10 It means substituted with a haloalkyl group, a C1 to C10 alkylsilyl group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C1 to C20 alkoxy group, or a combination thereof. "Unsubstituted" means that a hydrogen atom is not replaced by another substituent and remains a hydrogen atom.
본 명세서에서, "헤테로"란, 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.As used herein, “hetero” means, unless otherwise defined, containing 1 to 3 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P in one functional group, the remainder being carbon.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란, 별도의 정의가 없는 한, 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다. 상기 알킬기는 C1 내지 C20인 알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 알킬기는 C1 내지 C10 알킬기, C1 내지 C8 알킬기, C1 내지 C6 알킬기, 또는 C1 내지 C4 알킬기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, sec-부틸, 또는 tert-부틸기일 수 있다.As used herein, "alkyl group" means a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, unless otherwise defined. The alkyl group may be a "saturated alkyl group" that does not contain any double bond or triple bond. The alkyl group may be a C1 to C20 alkyl group. For example, the alkyl group may be a C1 to C10 alkyl group, a C1 to C8 alkyl group, a C1 to C6 alkyl group, or a C1 to C4 alkyl group. For example, the C1 to C4 alkyl group may be a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, or tert-butyl group.
본 명세서에서, “포화 지방족 탄화수소기”란, 별도의 정의가 없는 한, 분자 내 탄소와 탄소원자 사이의 결합이 단일결합으로 이루어진 탄화수소기를 의미한다. 상기 포화 지방족 탄화수소기는 C1 내지 C20 포화 지방족 탄화수소기일 수 있다. 예를 들어, 상기 포화 지방족 탄화수소기는 C1 내지 C10 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C8 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C6 포화 지방족 탄화수소기 C1 내지 C4 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C2 포화 지방족 탄화수소기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C6 포화 지방족 탄화수소기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-부틸기, 아이소부틸기, sec-부틸기, 2,2-디메틸프로필기 또는 tert-부틸기일 수 있다.As used herein, unless otherwise defined, “saturated aliphatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group in which a bond between carbon atoms in a molecule is formed by a single bond. The saturated aliphatic hydrocarbon group may be a C1 to C20 saturated aliphatic hydrocarbon group. For example, the saturated aliphatic hydrocarbon group may be a C1 to C10 saturated aliphatic hydrocarbon group, a C1 to C8 saturated aliphatic hydrocarbon group, a C1 to C6 saturated aliphatic hydrocarbon group, a C1 to C4 saturated aliphatic hydrocarbon group, or a C1 to C2 saturated aliphatic hydrocarbon group. For example, the C1 to C6 saturated aliphatic hydrocarbon group may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a 2,2-dimethylpropyl group, or a tert-butyl group.
본 명세서에서 “유기금속 화합물”은 금속 원소와 탄소, 산소, 또는 질소 원소의 화학 결합을 포함하는 화합물로서, 여기서, 화학결합은 공유 결합, 이온결합, 및 배위결합을 포함하는 것을 의미한다.As used herein, “organometallic compound” means a compound containing a chemical bond between a metal element and a carbon, oxygen, or nitrogen element, wherein the chemical bond means a covalent bond, an ionic bond, and a coordinate bond.
본 명세서에서 “리간드”는 금속 이온의 주위에 화학결합하는 분자 또는 이온을 의미하며, 상기 분자는 유기 분자일 수 있고, 여기서, 화학결합은 공유 결합, 이온결합, 및 배위결합을 포함하는 것을 의미한다. As used herein, “ligand” means a molecule or ion that chemically bonds around a metal ion, wherein the molecule may be an organic molecule, and wherein the chemical bond includes a covalent bond, an ionic bond, and a coordinate bond.
본 명세서에서 점도는 하기 측정 조건에서 측정된 것을 기준으로 한다.In this specification, viscosity is based on measurements made under the following measurement conditions.
[점도 측정 조건][Viscosity measurement conditions]
ㆍ 점도 측정계: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社) ㆍ Viscosity measuring instrument: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD)
ㆍ Spindle No.: CPA-40zㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPMㆍTorque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃ㆍ Measurement temperature (sample cup temperature): 25℃
화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 고유전율, 및 높은 전기용량(Capactiance)을 가지는 박막을 제조하기 위하여, 알칼리토금속, 및 상기 알칼리토금속과 결합한 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 유기금속 화합물이 사용되고 있다. 상기 알칼리토금속은 IIA족 원소를 의미하며, 예를 들어, 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 상기 유기 리간드는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기로 치환된 사이클로펜타다이엔으로부터 유래할 수 있다. 그러나, 상기 유기금속 화합물은 대부분 고체이거나 증기압이 낮으므로, 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 박막을 균일하게 형성하기 어렵다. 따라서, 고유전율, 및 높은 전기용량(Capactiance)을 가지면서도 기화가 용이하고 열적으로 안정한 유기금속 화합물이 필요하다. In order to manufacture a thin film having high permittivity and high capacitance by a chemical vapor deposition (CVD) process or an atomic layer deposition (ALD) process, an organometallic compound including an alkaline earth metal and one or more organic ligands bonded to the alkaline earth metal is used. The alkaline earth metal refers to a Group IIA element and may include, for example, strontium, barium, or a combination thereof, and the organic ligand may be derived from cyclopentadiene substituted with at least one substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group. However, since most of the organometallic compounds are solids or have low vapor pressures, it is difficult to uniformly form a thin film by a chemical vapor deposition (CVD) process or an atomic layer deposition (ALD). Therefore, an organometallic compound having high permittivity and high capacitance, as well as being easy to vaporize and thermally stable, is required.
일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 제공한다.One embodiment provides an organometallic compound represented by the following chemical formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, In the above chemical formula 1,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 하기 화학식 2로 표현되는 기이고, R 1 to R 8 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a group represented by the following chemical formula 2,
R1 내지 R8 중 1개 이상 4개 이하는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표현되는 기이고, Among R 1 to R 8 , one or more and four or fewer are each independently a group represented by the following chemical formula 2,
[화학식 2][Chemical formula 2]
*-L-SiRaRbRc *-L-SiR a R b R c
상기 화학식 2에서, In the above chemical formula 2,
L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,L is a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, R a , R b and R c are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
Ra, Rb 및 Rc 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이며,At least one of R a , R b and R c is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
*은 사이클로펜타다이엔에 연결되는 지점이다.* indicates the point where it is connected to cyclopentadiene.
Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 다를 수 있다.R a , R b and R c may be equal or different.
상기 화학식 2에서, 복수 개의 Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 다를 수 있다.In the above chemical formula 2, a plurality of R a , R b and R c may be the same or different.
일 구현예에 따른 유기금속 화합물은 유기 금속 스트론튬(Sr) 주위로 사이클로펜타다이엔으로부터 유래하며, 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 구체적으로는 1개 이상 4개 이하의 치환 또는 비치환된 알킬실릴기를 포함하는 유기 리간드를 포함함으로써, 유기금속 화합물의 격자에너지가 감소되고, 유기금속 화합물 간 스태킹 상호작용(stacking interaction)이 방지되어 유기금속 화합물 간 인력이 감소되고, 그에 따라 상온에서 저점도의 액체이면서 휘발성이 우수한 유기금속 화합물을 제공할 수 있다. 따라서, 일 구현예에 따른 유기금속 화합물은 박막 제조를 위한 증착용 조성물로 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 상기와 같이 제조된 증착용 조성물은 고유전율을 나타냄으로써, 높은 전기용량(Capactiance)을 나타내는 박막을 제공할 수 있다.An organometallic compound according to one embodiment comprises an organic ligand derived from cyclopentadiene around an organometal strontium (Sr) and including at least one substituted or unsubstituted alkylsilyl group, specifically, 1 to 4 substituted or unsubstituted alkylsilyl groups, thereby reducing the lattice energy of the organometallic compound, preventing stacking interactions between organometallic compounds, thereby reducing the attractive force between organometallic compounds, and thereby providing an organometallic compound that is a low-viscosity liquid at room temperature and has excellent volatility. Therefore, the organometallic compound according to one embodiment can be advantageously used as a deposition composition for producing a thin film. In addition, the deposition composition manufactured as described above exhibits a high dielectric constant, and thus can provide a thin film exhibiting high capacitance.
특정 이론에 구속되는 것은 아니나, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은, 유기 금속 Sr이 사이클로펜타다이엔의 5각 고리를 구성하는 탄소 중 어느 하나와 각각 단일결합하거나, 또는 사이클로펜타다이엔의 5각 고리를 구성하는 5개의 탄소 원자들에 비편재화된 전자쌍과 각각 결합하는 것으로 볼 수 있다. Although not bound by a specific theory, the organometallic compound represented by the above chemical formula 1 can be viewed as one in which the organometallic Sr is either single-bonded to one of the carbon atoms forming the five-membered ring of cyclopentadiene, or bonded to a pair of electrons delocalized on five carbon atoms forming the five-membered ring of cyclopentadiene.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 사이클로펜타다이엔의 치환기로서 상기 화학식 2로 표현되는 기를 포함하고, 구체적으로는 상기 화학식 2로 표현되는 기는 1개 이상 4개 이하로 포함될 수 있다. 상기 화학식 2로 표현되는 알킬실릴기는 알킬기 대비 전자 주개 특성이 상대적으로 강한 치환기로서 상기 유기금속 화합물 내 사이클로펜타다이엔의 탄소(C)와 유기 금속 Sr 결합에 전자를 더욱 밀어 줄 수 있게 되므로, 유기금속 화합물의 안정성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the compound represented by the above chemical formula 1 includes a group represented by the above chemical formula 2 as a substituent of cyclopentadiene, and specifically, the group represented by the above chemical formula 2 may be included in a number of 1 to 4. The alkylsilyl group represented by the above chemical formula 2 is a substituent having a relatively strong electron donating characteristic compared to an alkyl group, and can further push electrons to the carbon (C) of cyclopentadiene in the above organometallic compound and the organometallic Sr bond, thereby improving the stability of the organometallic compound.
뿐만 아니라, Si 원소는 C 원소 대비 원자 크기가 크기 때문에 더욱 높은 입체 장애 효과를 가질 수 있으므로, 분자 간 응집 제어에 효과적이다.In addition, since the Si element has a larger atomic size than the C element, it can have a higher steric hindrance effect, and is therefore effective in controlling intermolecular aggregation.
이에 따라, 유기금속 화합물의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 박막 증착용 조성물의 점도를 더욱 감소시키고, 휘발성을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, the stability of the organometallic compound can be improved, the viscosity of the composition for thin film deposition can be further reduced, and the volatility can be further improved.
비제한적인 일 예로, 상기 화학식 1의 R1 내지 R8 중 1개 이상 4개 이하는 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기이고, 나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있다. As a non-limiting example, one to four of R 1 to R 8 of the chemical formula 1 are each independently a group represented by the chemical formula 2, and at least one of the remaining R 1 to R 8 can each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
예를 들어, 상기 나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.For example, at least one of the remaining R 1 to R 8 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or a tert-hexyl group.
일 실시예에서, 상기 나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 분지형 알킬기일 수 있고, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 sec-알킬기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C6 tert-알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 neo-알킬기일 수 있다.In one embodiment, at least one of the remaining R 1 to R 8 can each independently be a substituted or unsubstituted C3 to C6 branched alkyl group, for example, a substituted or unsubstituted C3 to C6 iso-alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C6 sec-alkyl group, a substituted or unsubstituted C4 to C6 tert-alkyl group, or a substituted or unsubstituted C5 to C6 neo-alkyl group.
예컨대, 상기 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.For example, at least one of R 1 to R 8 can each independently be an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
R1 내지 R8은 서로 같거나 다를 수 있다.R 1 to R 8 may be the same or different.
예를 들어, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra, Rb 및 Rc 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra, Rb 및 Rc 중 둘은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다.For example, R a , R b and R c are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and any one of R a , R b and R c may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a , R b and R c are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and two of R a , R b and R c may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a , R b and R c may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
더욱 구체적으로, 상기 Ra, Rb 및 Rc 중 적어도 하나는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.More specifically, at least one of R a , R b and R c can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 다를 수 있다.R a , R b and R c may be equal or different.
복수 개의 Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 다를 수 있다.A plurality of R a , R b and R c may be the same or different.
비제한적인 일 예로, 상기 R1 내지 R4 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기이고, 상기 R5 내지 R8 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기일 수 있다.As a non-limiting example, one or both of R 1 to R 4 may each independently be a group represented by the chemical formula 2, and one or both of R 5 to R 8 may each independently be a group represented by the chemical formula 2.
예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물은 Sr을 중심으로 상하에 위치한 사이클로펜타다이엔이 대칭 구조를 이룰 수 있다. 이와 같은 대칭 구조의 유기금속 화합물은 비대칭 구조의 유기 금속 화합물에 비해 더 낮은 점도 및 더 높은 휘발성을 가질 수 있다.For example, the organometallic compound represented by the above chemical formula 1 may have a symmetrical structure with cyclopentadienes positioned above and below Sr. An organometallic compound with such a symmetrical structure may have lower viscosity and higher volatility compared to an organometallic compound with an asymmetrical structure.
일 실시예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.In one embodiment, the chemical formula 1 can be represented by any one of the following chemical formulas 1-1 to 1-5.
[화학식 1-1] [화학식 1-2] [화학식 1-3][Chemical Formula 1-1] [Chemical Formula 1-2] [Chemical Formula 1-3]
[화학식 1-4] [화학식 1-5] [Chemical Formula 1-4] [Chemical Formula 1-5]
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서,In the chemical formulas 1-1 to 1-5 above,
R1, R3, R5, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,L 1 to L 4 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, or a substituted or unsubstituted ethylene group,
Ra1 내지 Ra4, Rb1 내지 Rb4, 및 Rc1 내지 Rc4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, R a1 to R a4 , R b1 to R b4 , and R c1 to R c4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
Ra1, Rb1 및 Rc1 중 적어도 하나; Ra2, Rb2 및 Rc2 중 적어도 하나; Ra3, Rb3 및 Rc3 중 적어도 하나; 그리고 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이다.At least one of R a1 , R b1 and R c1 ; at least one of R a2 , R b2 and R c2 ; at least one of R a3 , R b3 and R c3 ; and at least one of R a4 , R b4 and R c4 is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서, R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 예를 들어 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 예를 들어 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기일 수 있다.In the above Chemical Formulas 1-1 to 1-5, at least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkyl group.
일 예로, 상기 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, 또는 iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.For example, at least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, or an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
상기 R1, R3, R5, R7 및 R8는 각각 독립적으로, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 예를 들어 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 알킬기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 may each independently be, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, for example, a substituted or unsubstituted C3 to C10 alkyl group, but are not limited thereto.
따라서, 상기 R1, R3, R5, R7 및 R8는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, 또는 iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.Accordingly, the above R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, or an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
상기 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 분지형 알킬기일 수 있고, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C6 sec-알킬기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C6 tert-알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C6 neo-알킬기일 수 있다.At least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 may be a substituted or unsubstituted C3 to C6 branched alkyl group, for example, a substituted or unsubstituted C3 to C6 iso-alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C6 sec-alkyl group, a substituted or unsubstituted C4 to C6 tert-alkyl group, or a substituted or unsubstituted C5 to C6 neo-alkyl group.
예컨대 상기 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.For example, at least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 may be an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
R1, R3, R5, R7 및 R8은 서로 같거나 다를 수 있다.R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 may be the same or different.
예를 들어, 상기 Ra1, Rb1 및 Rc1는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra1, Rb1 및 Rc1 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 Ra1, Rb1 및 Rc1는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra1, Rb1 및 Rc1 중 둘은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 Ra1, Rb1 및 Rc1는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다.For example, R a1 , R b1 and R c1 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and any one of R a1 , R b1 and R c1 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a1 , R b1 and R c1 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and two of R a1 , R b1 and R c1 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a1 , R b1 and R c1 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
더욱 구체적으로, 상기 Ra1, Rb1 및 Rc1 중 적어도 하나는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.More specifically, at least one of R a1 , R b1 and R c1 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
예를 들어, 상기 Ra2, Rb2 및 Rc2는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra2, Rb2 및 Rc2 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 Ra2, Rb2 및 Rc2는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra2, Rb2 및 Rc2 중 둘은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 Ra2, Rb2 및 Rc2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다.For example, R a2 , R b2 and R c2 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and any one of R a2 , R b2 and R c2 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a2 , R b2 and R c2 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and two of R a2 , R b2 and R c2 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a2 , R b2 and R c2 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
더욱 구체적으로, 상기 Ra2, Rb2 및 Rc2 중 적어도 하나는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.More specifically, at least one of R a2 , R b2 and R c2 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
예를 들어, 상기 Ra3, Rb3 및 Rc3는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra3, Rb3 및 Rc3 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 Ra3, Rb3 및 Rc3는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra3, Rb3 및 Rc3 중 둘은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 Ra3, Rb3 및 Rc3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다.For example, R a3 , R b3 and R c3 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and any one of R a3 , R b3 and R c3 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a3 , R b3 and R c3 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and two of R a3 , R b3 and R c3 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a3 , R b3 and R c3 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
더욱 구체적으로, 상기 Ra3, Rb3 및 Rc3 중 적어도 하나는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.More specifically, at least one of R a3 , R b3 and R c3 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
예를 들어, 상기 Ra4, Rb4 및 Rc4는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 Ra4, Rb4 및 Rc4는 각각 독립적으로, 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고, 상기 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 둘은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다. 또한, 예를 들어 Ra4, Rb4 및 Rc4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기일 수 있다.For example, R a4 , R b4 and R c4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and any one of R a4 , R b4 and R c4 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a4 , R b4 and R c4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group, and two of R a4 , R b4 and R c4 may be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group. In addition, for example, R a4 , R b4 and R c4 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
더욱 구체적으로, 상기 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 적어도 하나는 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기일 수 있다.More specifically, at least one of R a4 , R b4 and R c4 can each independently be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
Ra1, Ra2, Ra3 및 Ra4는 서로 같거나 다를 수 있다.R a1 , R a2 , R a3 and R a4 may be the same or different.
Rb1, Rb2, Rb3 및 Rb4는 서로 같거나 다를 수 있다.R b1 , R b2 , R b3 and R b4 may be equal or different.
Rc1, Rc2, Rc3 및 Rc4는 서로 같거나 다를 수 있다.R c1 , R c2 , R c3 and R c4 can be equal or different.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 상온(예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 액체일 수 있다. 이에 따라, 상기 유기금속 화합물의 유체 채널을 통한 수송(Liquid Delievery System, LDS 공정)이 용이할 수 있다.For example, the organometallic compound may be liquid at room temperature (e.g., about 20 ± 5°C, 1 atm). Accordingly, transport of the organometallic compound through a fluid channel (Liquid Delivery System, LDS process) may be easy.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 하기 조건에 따라 측정된 점도가 약 400cps 이하, 예를 들어, 약 10cps 내지 400cps, 약 10 cps 내지 300cps, 약 10 cps 내지 200cps 일 수 있다. 이에 따라, 별도의 가열 및 보온 과정 없이도 상기 유기금속 화합물의 유체 채널을 통한 수송이 용이할 수 있다.For example, the organometallic compound may have a viscosity measured under the following conditions of about 400 cps or less, for example, about 10 cps to 400 cps, about 10 cps to 300 cps, or about 10 cps to 200 cps. Accordingly, the organometallic compound may be easily transported through the fluid channel without a separate heating or heat preservation process.
[점도 측정 조건][Viscosity measurement conditions]
ㆍ 점도 측정계: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社) ㆍ Viscosity measuring instrument: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD)
ㆍ Spindle No.: CPA-40zㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPMㆍTorque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃ㆍ Measurement temperature (sample cup temperature): 25℃
일 예로, Ar(아르곤) 가스 대기 하, 1기압에서 열중량분석(thermogravimetric analysis)시, 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도가 예를 들어, 약 50℃ 내지 300℃, 약 50 ℃ 내지 270℃, 약 50℃ 내지 250℃, 또는 약 50 ℃ 내지 200℃일 수 있다.For example, when performing thermogravimetric analysis at 1 atm under an Ar (argon) gas atmosphere, the temperature at which a weight loss of 50% compared to the initial weight of the organometallic compound occurs may be, for example, about 50°C to 300°C, about 50°C to 270°C, about 50°C to 250°C, or about 50°C to 200°C.
다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물을 제공한다.According to another embodiment, a composition for thin film deposition is provided comprising an organometallic compound according to one embodiment.
상기 박막 증착용 조성물은 상술한 화학식 1로 표시되는 1종 또는 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다.The above composition for thin film deposition may contain one or more organometallic compounds represented by the chemical formula 1 described above.
상기 박막 증착용 조성물은 상술한 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물과 다른 화합물을 더 포함하거나 포함하지 않을 수 있으나, 바람직하게는, 상술한 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물과 다른 화합물을 더 포함하지 않을 수 있다.The above composition for thin film deposition may or may not further contain a compound other than the organometallic compound represented by the above-described chemical formula 1, but preferably, it may not further contain a compound other than the organometallic compound represented by the above-described chemical formula 1.
상기 박막 증착용 조성물이 상기 유기금속 화합물과 다른 화합물을 더 포함할 경우, 상기 유기금속 화합물과 다른 화합물은 비공유 전자쌍 함유 화합물일 수 있고, 예를 들어, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 비공유 전자쌍을 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 헤테로 원자를 적어도 하나 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 헤테로 원자를 한 개 또는 두 개 포함할 수 있다. 여기서 상기 헤테로원자는 N, O, S, 또는 이들의 조합일 수 있다. 이에 따라, 유기금속 화합물의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 박막 증착용 조성물의 점도를 더욱 감소시키고, 휘발성을 더욱 향상시킬 수 있다.When the composition for thin film deposition further includes a compound other than the organometallic compound, the organometallic compound and the other compound may be a compound containing a non-shared electron pair, for example, the non-shared electron pair-containing compound may include at least one non-shared electron pair. In addition, the compound containing a non-shared electron pair may include at least one heteroatom, for example, the compound containing a non-shared electron pair may include one or two heteroatoms. Here, the heteroatom may be N, O, S, or a combination thereof. Accordingly, the stability of the organometallic compound may be improved, the viscosity of the composition for thin film deposition may be further reduced, and the volatility may be further improved.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 알킬아민계, 알킬포스핀계, 알킬아민옥사이드계, 알킬포스핀옥사이드계, 에테르계, 싸이오에테르계, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 3차 알킬아민, 3차 알킬포스핀, 3차 알킬아민옥사이드, 3차 알킬포스핀옥사이드, 다이알킬에테르, 다이알킬싸이오에테르, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. For example, the unshared electron pair containing compound can be an alkylamine type, an alkylphosphine type, an alkylamine oxide type, an alkylphosphine oxide type, an ether type, a thioether type, or a combination thereof. For example, the unshared electron pair containing compound can be, but is not limited to, a tertiary alkylamine, a tertiary alkylphosphine, a tertiary alkylamine oxide, a tertiary alkylphosphine oxide, a dialkyl ether, a dialkyl thioether, or a combination thereof.
일 예로, 상기 박막 증착용 조성물이 상기 유기금속 화합물과 다른 화합물을 더 포함할 경우, 상기 유기금속 화합물은 박막 증착용 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 예컨대, 15 내지 80중량%, 20 내지 70중량%, 또는 25 내지 65중량%로 포함될 수 있다.For example, when the composition for thin film deposition further includes a compound other than the organometallic compound, the organometallic compound may be included in an amount of 10 wt% to 90 wt% based on the total weight of the composition for thin film deposition, for example, 15 wt% to 80 wt%, 20 wt% to 70 wt%, or 25 wt% to 65 wt%.
일 예로, 상기 박막 증착용 조성물이 상기 유기금속 화합물과 다른 화합물을 더 포함할 경우, Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서 열중량분석(thermogravimetric analysis)시, 상기 박막 증착용 조성물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도는 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도, 및 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도보다 낮을 수 있다. 즉, 박막 증착용 조성물의 휘발성이 상기 박막 증착용 조성물에 포함된 각각의 유기금속 화합물, 및 비공유 전자쌍 함유 화합물의 휘발성보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물이 비교적 저온에서 용이하게 기화되어 증착될 수 있으며, 균일한 박막을 형성할 수 있다.For example, when the thin film deposition composition further includes a compound other than the organometallic compound, when performing thermogravimetric analysis at 1 atm under an Ar (argon) gas atmosphere, the temperature at which a 50% weight loss compared to the initial weight of the thin film deposition composition occurs may be lower than the temperature at which a 50% weight loss compared to the initial weight of the organometallic compound occurs and the temperature at which a 50% weight loss compared to the initial weight of the unshared electron pair-containing compound occurs. That is, the volatility of the thin film deposition composition may be higher than the volatility of each of the organometallic compounds and the unshared electron pair-containing compound included in the thin film deposition composition. Accordingly, the thin film deposition composition can be easily vaporized and deposited at a relatively low temperature, and can form a uniform thin film.
상술한 박막 증착용 조성물은 상술한 유기금속 화합물, 및 상술한 비공유 전자쌍 함유 화합물 외의 다른 화합물을 더 포함할 수 있다.The above-described composition for thin film deposition may further include a compound other than the above-described organometallic compound and the above-described unshared electron pair-containing compound.
전술한 박막 증착용 조성물은 제1 박막 증착용 조성물일 수 있다. The above-described composition for thin film deposition may be a first composition for thin film deposition.
또 다른 구현예에 따르면, 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함하는 박막의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment, a method for manufacturing a thin film is provided, comprising the steps of vaporizing a first thin film deposition composition, and depositing the vaporized first thin film deposition composition on a substrate.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계는 유체 채널을 통해 상기 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 것일 수 있다.For example, the step of vaporizing the first thin film deposition composition may include the step of providing the first thin film deposition composition to a first reactor, and the step of providing the first thin film deposition composition to the first reactor may include providing the first thin film deposition composition to the first reactor through a fluid channel.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제1 박막 증착용 조성물을 300℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. For example, the step of vaporizing the first thin film deposition composition may include a step of heat treating the first thin film deposition composition at a temperature of 300° C. or less.
일 예로, 상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. For example, the method for manufacturing the thin film may further include a step of vaporizing a second thin film deposition composition, and a step of depositing the vaporized second thin film deposition composition on the substrate.
상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함할 수 있고, 상기 제2 유기금속 화합물은 알콕사이드계 리간드, 알킬 아미드계 리간드, 및 사이클로펜타디엔계 리간드, β-다이케토네이트계 리간드, 피롤계 리간드, 이미다졸계 리간드, 아미디네이트계 리간드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The second thin film deposition composition may include a second organometallic compound including titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, or a combination thereof, and the second organometallic compound may include an alkoxide-based ligand, an alkyl amide-based ligand, a cyclopentadiene-based ligand, a β-diketonate-based ligand, a pyrrole-based ligand, an imidazole-based ligand, an amidinate-based ligand , or a combination thereof.
상기 제2 박막 증착용 조성물은 상기 제2 유기금속 화합물 외의 용매를 더 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 용매를 더 포함하지 않을 경우, 상기 제2 유기금속 화합물은 상온 예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 액체 상태일 수 있다. 상기 제2 박막 증착용 조성물이 용매를 더 포함할 경우, 상기 용매는 유기 용매로서, 예를 들어, 디에틸에테르, 석유에테르, 테트라하이드로퓨란 또는 1,2-디메톡시에탄과 같은 극성 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매를 포함하는 경우, 상기 유기 금속 화합물 대비 2배의 몰수 비로 포함될 수 있다. 이로써 박막 증착용 조성물에 포함되는 유기 금속 화합물은 상기 유기 용매에 의해 배위(coordination)될 수 있으며, 이로 인해 유기 금속 화합물의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 따라서, 유기 금속 화합물에 포함된 중심 금속 원자가 주위의 다른 유기 금속 화합물과 반응하여 올리고머를 생성하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유기 용매를 포함하는 박막 증착용 조성물은 단분자로 존재하는 유기 금속 화합물의 증기압을 더욱 상승시킬 수 있다. The second thin film deposition composition may or may not further include a solvent other than the second organometallic compound, and when the second organometallic compound does not further include a solvent, the second organometallic compound may be in a liquid state at room temperature, for example, about 20 ± 5° C., 1 atm. When the second thin film deposition composition further includes a solvent, the solvent may be an organic solvent, for example, a polar solvent such as diethyl ether, petroleum ether, tetrahydrofuran, or 1,2-dimethoxyethane. When the organic solvent is included, it may be included in a molar ratio twice that of the organometallic compound. Accordingly, the organometallic compound included in the thin film deposition composition may be coordinated by the organic solvent, thereby improving the stability of the organometallic compound, and thus suppressing a central metal atom included in the organometallic compound from reacting with other organometallic compounds around it to form an oligomer. In addition, a composition for thin film deposition containing an organic solvent can further increase the vapor pressure of an organometallic compound existing as a single molecule.
일 예로, 상기 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 (유체 채널을 통해) 상기 제1 반응기, 또는 상기 제1 반응기와 다른 제2 반응기로 상기 제2 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the step of vaporizing the second thin film deposition composition may include the step of providing the second thin film deposition composition to the first reactor, or to a second reactor different from the first reactor (via a fluid channel).
일 예로, 상기 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제2 박막 증착용 조성물을 200℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 약 30 ℃ 내지 200℃, 약 30 ℃ 내지 175℃, 또는 약 30 ℃ 내지 150℃ 의 온도에서 상기 제2 박막 증착용 조성물을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the step of vaporizing the second thin film deposition composition may include a step of heat treating the second thin film deposition composition at a temperature of 200° C. or less, for example, a step of heat treating the second thin film deposition composition at a temperature of about 30° C. to 200° C., about 30° C. to 175° C., or about 30° C. to 150° C.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물과 상기 제2 박막 증착용 조성물은 함께 또는 각각 독립적으로 기화될 수 있다. 상기 제1 박막 증착용 조성물과 상기 제2 박막 증착용 조성물이 각각 독립적으로 기화된 경우, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 상기 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착될 수 있고, 예를 들어, 교대로 증착될 수 있다.For example, the first thin film deposition composition and the second thin film deposition composition may be vaporized together or independently of each other. When the first thin film deposition composition and the second thin film deposition composition are vaporized independently of each other, the vaporized first thin film deposition composition and the vaporized second thin film deposition composition may be deposited together or independently of each other on the substrate, for example, may be deposited alternately.
일 예로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. For example, the step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on the substrate may further include a step of reacting the vaporized first thin film deposition composition with a reaction gas, and the step of depositing the vaporized second thin film deposition composition on the substrate may further include a step of reacting the vaporized second thin film deposition composition with the reaction gas.
일 예로, 상기 반응가스는 산화제일 수 있고, 예를 들어, 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, the reactant gas can be an oxidizing agent, such as water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), plasma, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ammonia (NH 3 ), or hydrazine (N 2 H 4 ), or a combination thereof.
증착 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 전술한 박막의 제조방법은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물, 및/또는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다.The deposition method is not particularly limited, but the method for manufacturing the above-described thin film can be performed using Atomic Layer Deposition (ALD) or Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). Specifically, the step of depositing the vaporized first thin film deposition composition and/or the vaporized second thin film deposition composition on the substrate can be performed using Atomic Layer Deposition (ALD) or Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD).
일 예로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물, 및/또는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착하는 단계는, 100℃ 내지 1000 ℃ 온도에서 수행되는 것일 수 있다.For example, the step of depositing the vaporized first thin film deposition composition and/or the vaporized second thin film deposition composition on the substrate may be performed at a temperature of 100° C. to 1000° C.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막 증착용 조성물로부터 제조되는 박막을 제공한다. 상기 박막은 일 구현예에 따른 박막의 제조방법으로 제조될 수 있다. According to another embodiment, a thin film is provided, which is manufactured from a composition for thin film deposition according to one embodiment. The thin film can be manufactured by a method for manufacturing a thin film according to one embodiment.
예컨대, 상기 박막은 페로브스카이트 박막일 수 있고, 예컨대, 상기 박막은 산화스트론튬티타늄계, 산화바륨스트론튬티타늄계, 산화 루비듐스트론튬계, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 박막은 SrTiO3, Ba-xSr1-xTiO3(여기서, x는 0.1~0.9), SrRuO3, SrcCeO3 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, the thin film can be a perovskite thin film, and for example, the thin film can include a strontium titanium oxide-based film, a barium strontium titanium oxide-based film, a rubidium strontium oxide-based film, or a combination thereof. Specifically, the thin film can include SrTiO 3 , Ba- x Sr 1-x TiO 3 (wherein, x is 0.1 to 0.9), SrRuO 3 , SrcCeO 3 or a combination thereof.
일 예로, 상기 박막의 두께는 약 10 nm미만일 수 있고, 상기 박막의 유전상수 값은 약 50 이상, 예컨대 약 110 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 박막은 미세한 패턴을 형성하면서도, 균일한 두께, 및 우수한 누설 전류특성을 가질 수 있다. For example, the thickness of the thin film may be less than about 10 nm, and the dielectric constant value of the thin film may be about 50 or more, for example, about 110 or more. Accordingly, the thin film may have a uniform thickness and excellent leakage current characteristics while forming a fine pattern.
상기 박막은 높은 유전율, 및 높은 전기용량을 나타내는 균일한 박막일 수 있고, 우수한 절연 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 박막은 절연막일 수 있고, 상기 절연막은 전기 전자 소자에 포함될 수 있다. 상기 전기 전자 소자는 반도체 소자일 수 있으며, 상기 반도체 소자는 예를 들어, 동적 램(Dynamic random-access memory, DRAM)일 수 있다.The above thin film can be a uniform thin film exhibiting high permittivity and high electric capacity, and can exhibit excellent insulating properties. Accordingly, the thin film can be an insulating film, and the insulating film can be included in an electrical or electronic device. The electrical or electronic device can be a semiconductor device, and the semiconductor device can be, for example, a dynamic random-access memory (DRAM).
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다. 상기 반도체 소자는 일 구현예에 따른 박막을 포함함으로써, 전기적 특성, 및 신뢰성이 개선될 수 있다.According to another embodiment, a semiconductor device including a thin film according to one embodiment is provided. The semiconductor device can have improved electrical characteristics and reliability by including the thin film according to one embodiment.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.The above-described implementation examples are described in more detail through the following examples. However, the following examples are for the purpose of explanation only and do not limit the scope of rights.
유기금속 화합물의 합성Synthesis of organometallic compounds
이하, 본 발명에 따른 유기금속 산화물과 금속-규소 산화물 박막 증착용 유기금속 전구체 화합물 및 박막 증착 방법에 대하여 하기 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하되, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the organometallic oxide and metal-silicon oxide thin film deposition organometallic precursor compounds and thin film deposition methods according to the present invention will be described in more detail through the following examples and experimental examples. However, these are presented only to help understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples and experimental examples.
실시예 1Example 1
스트론튬 금속(10.61g, 0.121mol), 하기 화학식 a로 표시되는 화합물(61.96g, 0.279mol), 및 테트라하이드로퓨란(THF) 300ml를 불꽃 건조된 플라스크에 투입하고 -78℃까지 냉각시킨 다음, 고순도 암모니아 가스(>5N)를 2시간 동안 천천히 투입하였다. 이후, 5시간 동안 천천히 실온까지 승온시키며, 과량으로 투입된 암모니아 가스를 제거하고, 24시간 아르곤 가스 하에서 교반하였다. 감압 하에서, 50℃까지 승온시키면서 THF를 완전히 제거하고, 감압 증류하여 하기 화학식 2A로 표시되는 유기금속 화합물을 수득하였다. (수율: 51.9%, 점도 395cps) Strontium metal (10.61 g, 0.121 mol), a compound represented by the following chemical formula a (61.96 g, 0.279 mol), and 300ml of tetrahydrofuran (THF) Place in a flame-dried flask and cool to -78°C. High-purity ammonia gas (>5N) was slowly added over 2 hours. Afterwards, the temperature was slowly increased to room temperature over 5 hours, the excess ammonia gas was removed, and the mixture was stirred under argon gas for 24 hours. Under reduced pressure, THF was completely removed while heating to 50℃. By distillation under reduced pressure, an organometallic compound represented by the following chemical formula 2A was obtained. (Yield: 51.9%, viscosity 395 cps)
1H NMR (Bruker社 Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 0.08 (Si-CH3,S,18H), δ 1.17,1.23 (i-Pr(CH-CH3),m,24H), δ 2.73 (i-PrCp(CH), m,4H), δ5.52 (Cp(CH2), s,4H) 1 H NMR (Bruker Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 0.08 (Si-CH3,S,18H), δ 1.17,1.23 (i-Pr(CH-CH3),m,24H), δ 2.73 (i-PrCp( CH), m,4H), δ5.52 (Cp(CH2),s,4H)
[화학식 a][chemical formula a]
[화학식 2A][Chemical Formula 2A]
실시예 2Example 2
상기 화학식 a로 표시되는 화합물 대신 하기 화학식 b로 표시되는 화합물(65.45g, 0.278mol)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 하기 화학식 2B로 표시되는 유기금속 화합물을 수득하였다. (수율: 51.9%, 점도 380cps) An organometallic compound represented by the following chemical formula 2B was obtained in the same manner as in Example 1, except that a compound represented by the following chemical formula b (65.45 g, 0.278 mol) was used instead of the compound represented by the above chemical formula a. (Yield: 51.9%, viscosity 380 cps)
1H NMR (Bruker社 Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 0.08 (Si-CH3,S,12H), δ 0.71(Si-CH2,q,4H), δ 0.89 (-CH2-CH3, t,6H), δ 1.18,1.25 (i-Pr(CH-CH3),m,24H), δ 2.76 (i-PrCp(CH), m,4H), δ5.59 (Cp(CH2), s,4H) 1 H NMR (Bruker Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 0.08 (Si-CH 3 ,S,12H), δ 0.71(Si-CH 2 ,q,4H), δ 0.89 (-CH 2 -CH 3 , t, 6H), δ 1.18,1.25 (i-Pr(CH-CH 3 ),m,24H), δ 2.76 (i-PrCp(CH), m,4H), δ5.59 (Cp(CH 2 ), s,4H)
[화학식 b][chemical formula b]
[화학식 2B][Chemical Formula 2B]
비교예 1 Comparative Example 1
스트론튬 금속(2g, 0.023mol)을 사용하고, 상기 화학식 a로 표시되는 화합물 대신 하기 화학식 c로 표시되는 화합물(10.1g, 0.053mol)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 하기 화학식 2C로 표시되는 유기금속 화합물을 수득하였다. (수율 57.1%, 파우더(powder)형상)An organometallic compound represented by the following chemical formula 2C was obtained in the same manner as in Example 1, except that strontium metal (2 g, 0.023 mol) was used and a compound represented by the following chemical formula c (10.1 g, 0.053 mol) was used instead of the compound represented by the above chemical formula a. (Yield 57.1%, powder form)
1H NMR (Bruker社 Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 1.22, 1.30 (i-Pr(CH-CH3),m,36H), δ 2.88 (i-PrCp(CH),m,6H), δ 5.63 (Cp(CH2),s,3H), δ 5.81, 5.82 (Cp(CH),d,0.5H) (여기에서, Cp는 사이클로펜타다이엔, i는 iso, Pr은 프로필기를 각각 의미한다.) 1 H NMR (Bruker Ultraspin 300MHZ, C6D6): δ 1.22, 1.30 (i-Pr(CH-CH 3 ), m, 36H), δ 2.88 (i-PrCp(CH), m, 6H), δ 5.63 (Cp(CH 2 ), s, 3H), δ 5.81, 5.82 (Cp(CH), d, 0.5H) (Here, Cp represents cyclopentadiene, i represents iso, and Pr represents propyl group, respectively.)
[화학식 c][chemical formula c]
[화학식 2C] [Chemical Formula 2C]
평가 1Rating 1
상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 유기금속 화합물의 분자량, 상온(약 20 ± 5℃, 1기압)에서의 상태(Phase), 및 점도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The molecular weight, phase, and viscosity of the organometallic compounds according to Examples 1, 2, and Comparative Example 1 were measured at room temperature (about 20 ± 5°C, 1 atm), and are shown in Table 1 below.
점도의 측정 조건은 하기와 같다. The viscosity measurement conditions are as follows.
ㆍ 점도 측정계: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社) ㆍ Viscosity measuring instrument: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD)
ㆍ Spindle No.: CPA-40zㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPMㆍTorque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃ㆍ Measurement temperature (sample cup temperature): 25℃
상기 표 1을 참고하면, 비교예 1에 따른 유기금속 화합물은 상온에서 고체인 반면, 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물은 25℃에서 액체이며, 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물은 400cps 미만의 낮은 점도를 가지는 점을 확인할 수 있다. Referring to Table 1 above, it can be confirmed that the organometallic compound according to Comparative Example 1 is a solid at room temperature, whereas the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 are liquid at 25°C, and the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 have a low viscosity of less than 400 cps.
평가 2 Rating 2
상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 유기금속 화합물의 휘발성을 1기압에서 온도에 따른 열중량 분석법(thermogravimetric analysis, TGA)에 의해 평가한다.The volatility of the organometallic compounds according to Examples 1, 2, and Comparative Example 1 is evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) at 1 atm as a function of temperature.
상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 유기금속 화합물을 각각 20±2 mg 씩 취하여 알루미나 시료용기에 넣은 후 10 ℃/min.의 속도로 500℃까지 승온시키면서 각각의 유기금속 화합물의 온도에 따른 중량 변화율을 측정하였다.Each of the organometallic compounds according to Examples 1, 2, and Comparative Example 1 was placed in an alumina sample container in an amount of 20±2 mg, and the temperature was increased to 500°C at a rate of 10°C/min., and the weight change rate of each organometallic compound according to temperature was measured.
상기 중량 변화율은 하기 계산식 1에 의해 계산한 값이다.The above weight change rate is a value calculated using the following calculation formula 1.
[계산식 1][Calculation formula 1]
중량 변화율(%) = (열처리 후 중량/초기중량) x 100%Weight change rate (%) = (weight after heat treatment/initial weight) x 100%
도 1은 실시예 1 및 2, 그리고 비교예 1에 따른 유기금속 화합물의 온도에 따른 중량 변화율을 나타낸 온도-중량 변화율 그래프이다.Figure 1 is a temperature-weight change rate graph showing the weight change rate according to temperature of the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
도 1을 참고하면, 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물의 중량변화율이 50%일 때의 온도가 비교예 1에 따른 유기금속 화합물의 중량변화율이 50%일 때의 온도보다 낮은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 비교예 1에 따른 유기금속 화합물 대비 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물의 휘발성이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be confirmed that the temperature when the weight change rate of the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 is 50% is lower than the temperature when the weight change rate of the organometallic compound according to Comparative Example 1 is 50%. Accordingly, it can be confirmed that the volatility of the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 is superior to that of the organometallic compound according to Comparative Example 1.
정리하면, 표 1 및 도 1을 참고하면, 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물은 상온에서 액체이고, 휘발성이 우수하므로, 유체 채널을 통한 수송이 용이하고, 비교적 저온에서 용이하게 기화되어 증착될 수 있다.In summary, referring to Table 1 and Figure 1, the organometallic compounds according to Examples 1 and 2 are liquids at room temperature and have excellent volatility, so they are easy to transport through fluid channels and can be easily vaporized and deposited at relatively low temperatures.
박막의 제조Manufacturing of thin films
상기 실시예 1 및 2에 따른 유기금속 화합물을 버블러 타입의 300cc 캐니스터에 200g 충진하고, ALD 장비를 사용하여 박막을 제조하였다. The organometallic compounds according to Examples 1 and 2 above were charged into a 300 cc bubbler-type canister (200 g), and a thin film was manufactured using ALD equipment.
상기 유기 금속 화합물이 충분히 공급될 수 있도록, 캐니스터를 50 내지 150℃로 가열하고, 배관에 상기 유기 금속 화합물이 응축되는 것을 방지하기 위하여 배관을 캐니스터 온도보다 10℃ 이상 높게 가열하였다. 이 때, 캐리어 가스로 고순도 (99.999%)의 Ar 가스를 사용하고, 상기 Ar 가스를 50~500sccm으로 흘려주면서 상기 박막 증착용 조성물을 공급하였다. 이후, 산화제 반응 가스로 오존 가스를 100~500sccm으로 흘려주고 상기 실리콘 기판의 온도를 200~450℃까지 변경하면서, 실리콘 기판 위에 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 RTA(rapid thermal anneal) 장비를 이용하여 650℃에서 수 분간 열처리하였다. In order to sufficiently supply the above organometallic compound, the canister was heated to 50 to 150°C, and in order to prevent the organometallic compound from condensing in the pipe, the pipe was heated to 10°C or higher than the canister temperature. At this time, high-purity (99.999%) Ar gas was used as a carrier gas, and the composition for thin film deposition was supplied while flowing the Ar gas at 50 to 500 sccm. Thereafter, ozone gas was flowed at 100 to 500 sccm as an oxidizing reaction gas, and a thin film was deposited on the silicon substrate while changing the temperature of the silicon substrate to 200 to 450°C. The deposited thin film was heat-treated at 650°C for several minutes using RTA (rapid thermal anneal) equipment.
제조된 박막의 증착 사이클에 따른 성장률(Growth per cycle, GPC)은 1.05±0.05Å/cycle 이고, 두께 균일성 (non-uniformity)은 5.0±0.5% 였으며, 340℃ 이상에서 성장된 박막에서 결정상이 관찰되었다. The growth rate per cycle (GPC) of the manufactured thin film was 1.05±0.05Å/cycle, the thickness uniformity (non-uniformity) was 5.0±0.5%, and a crystalline phase was observed in the thin film grown at 340°C or higher.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations should not be understood individually from the technical spirit or perspective of the present invention, and the modified embodiments should fall within the scope of the claims of the present invention.
Claims (19)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 하기 화학식 2로 표현되는 기이고,
R1 내지 R8 중 1개 이상 4개 이하는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표현되는 기이고,
나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이며,
[화학식 2]
*-L-SiRaRbRc
상기 화학식 2에서,
L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고,
Ra, Rb 및 Rc 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이며,
*은 사이클로펜타다이엔에 연결되는 지점이다.
An organometallic compound represented by the following chemical formula 1:
[Chemical Formula 1]
In the above chemical formula 1,
R 1 to R 8 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a group represented by the following chemical formula 2,
Among R 1 to R 8 , one or more and four or fewer are each independently a group represented by the following chemical formula 2,
At least one of the remaining R 1 to R 8 is independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
[Chemical formula 2]
*-L-SiR a R b R c
In the above chemical formula 2,
L is a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group,
R a , R b and R c are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
At least one of R a , R b and R c is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
* indicates the point where it is connected to cyclopentadiene.
상기 나머지 R1 내지 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기인 유기금속 화합물.
In paragraph 1,
An organometallic compound wherein at least one of the remaining R 1 to R 8 is each independently a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or a tert-hexyl group.
상기 R1 내지 R4 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기이고,
상기 R5 내지 R8 중 하나 또는 둘은 각각 독립적으로 상기 화학식 2로 표현되는 기인, 유기금속 화합물.
In paragraph 1,
One or both of the above R 1 to R 4 are each independently a group represented by the above chemical formula 2,
An organometallic compound, wherein one or both of the above R 5 to R 8 are each independently a group represented by the above chemical formula 2.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5 중 어느 하나로 표시되는 유기금속 화합물:
[화학식 1-1] [화학식 1-2] [화학식 1-3]
[화학식 1-4] [화학식 1-5]
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서,
R1, R3, R5, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기이고,
Ra1 내지 Ra4, Rb1 내지 Rb4, 및 Rc1 내지 Rc4는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이고,
Ra1, Rb1 및 Rc1 중 적어도 하나; Ra2, Rb2 및 Rc2 중 적어도 하나; Ra3, Rb3 및 Rc3 중 적어도 하나; 그리고 Ra4, Rb4 및 Rc4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬기이다.
In paragraph 1,
The above chemical formula 1 is an organometallic compound represented by any one of the following chemical formulas 1-1 to 1-5:
[Chemical Formula 1-1] [Chemical Formula 1-2] [Chemical Formula 1-3]
[Chemical Formula 1-4] [Chemical Formula 1-5]
In the chemical formulas 1-1 to 1-5 above,
R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
At least one of R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 is independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L 1 to L 4 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, or a substituted or unsubstituted ethylene group,
R a1 to R a4 , R b1 to R b4 , and R c1 to R c4 are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group,
At least one of R a1 , R b1 and R c1 ; at least one of R a2 , R b2 and R c2 ; at least one of R a3 , R b3 and R c3 ; and at least one of R a4 , R b4 and R c4 is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkyl group.
상기 R1, R3, R5, R7 및 R8 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, iso-프로필기, iso-부틸기, iso-펜틸기, sec-부틸기, sec-펜틸기, sec-헥실기, tert-부틸기, tert-펜틸기 또는 tert-헥실기인 유기금속 화합물.
In Article 5,
An organometallic compound wherein at least one of the above R 1 , R 3 , R 5 , R 7 and R 8 is each independently a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an iso-propyl group, an iso-butyl group, an iso-pentyl group, a sec-butyl group, a sec-pentyl group, a sec-hexyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group or a tert-hexyl group.
상기 유기금속 화합물은 상온에서 액체인 유기금속 화합물.
In paragraph 1,
The above organometallic compound is an organometallic compound that is liquid at room temperature.
하기 조건에 따라 측정된 점도가 400cps 이하인 유기금속 화합물.
[점도 측정 조건]
ㆍ 점도 측정계: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社)
ㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃
In paragraph 1,
An organometallic compound having a viscosity of 400 cps or less as measured under the following conditions.
[Viscosity measurement conditions]
ㆍ Viscosity measuring instrument: RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD)
ㆍ Spindle No.: CPA-40z
ㆍTorque/RPM: 20~80% Torque/ 1-100 RPM
ㆍ Measurement temperature (sample cup temperature): 25℃
아르곤 가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis) 측정 시, 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도가 50℃ 내지 300℃인 유기금속 화합물.
In paragraph 1,
An organometallic compound having a temperature of 50°C to 300°C at which a weight loss of 50% occurs compared to the initial weight of the organometallic compound when measured by thermogravimetric analysis at 1 atm under an argon gas atmosphere.
A composition for thin film deposition comprising an organometallic compound according to any one of claims 1, 3 to 5, and 7 to 10.
상기 기화된 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함하는 박막의 제조 방법.
A step of vaporizing a first thin film deposition composition according to Article 11, and
A method for manufacturing a thin film, comprising the step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on a substrate.
상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및
상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함하는 박막의 제조 방법.
In Article 12,
The method for manufacturing the above thin film comprises the steps of vaporizing a second thin film deposition composition, and
Further comprising a step of depositing the vaporized second thin film deposition composition on the substrate,
A method for producing a thin film, wherein the second thin film deposition composition comprises a second organometallic compound including titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, or a combination thereof.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 상기 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착되는 박막의 제조 방법.
In Article 13,
A method for manufacturing a thin film, wherein the vaporized first thin film deposition composition and the vaporized second thin film deposition composition are deposited together or independently on the substrate.
상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제1 박막 증착용 조성물을 300℃ 이하의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하는 박막의 제조 방법.
In Article 12,
A method for manufacturing a thin film, wherein the step of vaporizing the first thin film deposition composition includes the step of heat-treating the first thin film deposition composition at a temperature of 300° C. or less.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함하고,
상기 반응가스는 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함하는 박막의 제조 방법.
In Article 12,
The step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on the substrate further includes the step of reacting the vaporized first thin film deposition composition with a reaction gas,
A method for manufacturing a thin film, wherein the above reaction gas comprises water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), plasma, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ammonia (NH 3 ), or hydrazine (N 2 H 4 ), or a combination thereof.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행되는 박막의 제조 방법.
In Article 12,
A method for manufacturing a thin film, wherein the step of depositing the vaporized first thin film deposition composition on a substrate is performed using atomic layer deposition (ALD) or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
A thin film manufactured from a composition for thin film deposition according to claim 11.
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