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KR20120053454A - Deposition method of thin film using silicon precursor - Google Patents

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KR20120053454A
KR20120053454A KR1020110041064A KR20110041064A KR20120053454A KR 20120053454 A KR20120053454 A KR 20120053454A KR 1020110041064 A KR1020110041064 A KR 1020110041064A KR 20110041064 A KR20110041064 A KR 20110041064A KR 20120053454 A KR20120053454 A KR 20120053454A
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silicon
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formula
compound
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김진식
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주식회사 유피케미칼
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Abstract

본원은 실리콘 전구체 화합물을 원자층 증착법으로 증착시켜 산화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막, 또는 산화질화 실리콘 박막을 형성하기 위한 박막 증착 방법에 관한 것으로, 고리형 스트레인(ring strain)이 존재하는 헤테로 싸이클릭 아민(heterocyclic amine)을 갖는 실리콘 전구체 화합물 및 원자층 증착법에 사용으로 쉽게 박막을 형성할 수 있고, 100~500℃의 낮은 증착 온도에서 증착 가능하며, 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 조성물을 형성할 수 있어 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a thin film deposition method for depositing a silicon precursor compound by an atomic layer deposition method to form a silicon oxide thin film or a silicon nitride thin film, or a silicon oxynitride thin film, and a heterocyclic amine having a ring strain. Silicon precursor compound having heterocyclic amine and atomic layer deposition method can easily form a thin film, can be deposited at low deposition temperature of 100 ~ 500 ℃, precise control of thickness and composition, substrate of complex shape Also, it is expected that excellent coating properties and a uniform composition can be formed, thereby improving the characteristics of the semiconductor device.

Description

실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법{DEPOSITION METHOD OF THIN FILM USING SILICON PRECURSOR}Thin film deposition method using silicon precursor compound {DEPOSITION METHOD OF THIN FILM USING SILICON PRECURSOR}

본원은 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의하여 반도체 소자에 적용되는 산화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막을 증착하는 것을 포함하는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a thin film deposition method using a silicon precursor compound, and more particularly, to deposit a silicon oxide thin film or a silicon nitride thin film applied to a semiconductor device by atomic layer deposition (ALD) using a silicon precursor compound. It relates to a thin film deposition method using a silicon precursor compound, including.

최근 반도체 소자는 끊임없이 생산성 향상 및 품질 향상을 위해 scale down이 이루어지고 있으며, 이 과정에서 높은 단차비에 대한 우수한 도포성, 신물질 및 신공정 개발 등이 요구되고 있다. 또한, 얇은 두께에서의 두께 조절 신뢰성, 낮은 온도에서의 기존 물질에 대한 증착 특성, 조성물, 피복성 등 증착된 박막의 물리적 특성들이 점점 중요해 지고 있다. In recent years, semiconductor devices have been continuously scaled down to improve productivity and quality, and in this process, excellent coating properties for high step ratios, new materials, and new process developments are required. In addition, the physical properties of the deposited thin films, such as thickness control reliability at thin thickness, deposition properties for existing materials at low temperatures, compositions, coating properties are becoming increasingly important.

현재 기판 위에 박막을 증착시키는 대표적인 방법으로는 화학적 기상 증착 (Chemical Vapor Deposition, CVD)법과 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)법 등이 있다.Representative methods of depositing thin films on substrates include chemical vapor deposition (CVD) and atomic layer deposition (ALD).

화학적 기상 증착법은 가장 일반적으로 사용되는 방법이다. 이러한 화학적 기상 증착법은 분자나 원자 단위의 전구체를 반응 챔버에 동시에 주입시켜 박막을 형성시키는 방법으로, 형성된 박막의 피복성과 성장률(growth rate)이 우수하다. Chemical vapor deposition is the most commonly used method. The chemical vapor deposition method is a method in which a precursor of molecules or atomic units is simultaneously injected into a reaction chamber to form a thin film, and the coating property and growth rate of the formed thin film are excellent.

그러나, 화학적 기상증착 방법은 기판 위에서 전구체들이 화학반응을 일으켜 박막을 형성할 수 있는 온도로 가열되어 있어야 하고, 반응 챔버 내에서 전구체와 반응 가스간의 기상 반응과, 기판 위에서의 화학 반응이 동시에 일어나기 때문에 불순물이 많이 발생한다는 단점을 지니고 있다. However, the chemical vapor deposition method needs to be heated to a temperature where precursors can chemically react to form a thin film on the substrate, and because the gas phase reaction between the precursor and the reactant gas and the chemical reaction on the substrate occur simultaneously in the reaction chamber, It has the disadvantage of generating a lot of impurities.

반면, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)법은 반응 기체들을 개별적으로 분리하여 펄스 형태로 챔버 내에 공급하여 기상반응은 일어나지 않고, 기판 위에서만 자기-제한적(self-limiting) 반응을 통해 박막을 형성하며, 낮은 온도에서 증착이 이루어지기 때문에 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 100%에 가까운 피복성 (step coverage) 및 균일한 조성물을 형성할 수 있다는 장점을 갖고 있다.On the other hand, Atomic Layer Deposition (ALD) method separates the reaction gases separately and supplies them into the chamber in the form of a pulse so that no gas phase reaction occurs, and the thin film is self-limiting only on the substrate. Since the deposition is performed at a low temperature, the thickness and the composition can be precisely controlled, and even in a complicated shape of the substrate, there is an advantage of forming a uniform composition and a step coverage close to 100%.

한편, 실리콘 산화물(SiO2)은 반도체 집적회로 공정에서 유전물질 재료로서 가장 널리 사용되어 온 재료로, 트랜지스터를 형성하는 공정에서는 900℃ 이상의 고온에서 열산화(thermal oxidation)방법을 통해 산화 실리콘 박막을 형성하거나, 700℃ 이상에서 저압화학기상증착 (Low-Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD) 방법을 통해 박막을 형성한다.Meanwhile, silicon oxide (SiO 2 ) is the most widely used material as a dielectric material in semiconductor integrated circuit processes. In the process of forming transistors, silicon oxide thin films are formed through thermal oxidation at a high temperature of 900 ° C. or higher. Or a thin film is formed through a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method at 700 ° C. or higher.

그러나 이와 같은 방법은 고온에서 이루어지는 증착공정으로, 반도체 소자의 초 미세화에 따라 더 낮은 온도에서 고품질의 산화 실리콘 박막을 형성할 필요가 증가하고 있다.However, such a method is a deposition process performed at a high temperature, and according to the ultra miniaturization of semiconductor devices, there is an increasing need to form a high quality silicon oxide thin film at a lower temperature.

이에 본 발명자는 실리콘 전구체 화합물이 저온에서 증착이 가능한 원자층 증착법에 적용이 가능함을 확인하고, 실리콘 전구체 화합물을 원자층 증착법으로 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착시키는 방법을 연구한 끝에 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors confirmed that the silicon precursor compound can be applied to an atomic layer deposition method capable of depositing at a low temperature, and a method of depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film, or a silicon oxynitride thin film by the atomic layer deposition method. At one end, the present invention was completed.

본원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,The present application is to solve the above problems,

실리콘 전구체 화합물을 원자층 증착법으로 증착시켜 휘발성이 높으며, 실온에서 액체 상태로 존재하며 저온에서 증착이 가능한 동시에 탄소함량이 낮은 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착하는 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.A silicon precursor compound which deposits a silicon precursor compound by atomic layer deposition method, which is highly volatile, exists in a liquid state at room temperature, can be deposited at low temperature, and deposits a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film, or a silicon oxynitride thin film. It is an object of the present invention to provide a thin film deposition method.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present application is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,The present invention to achieve the above object,

하기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물을 기판과 접촉시켜 원자층 증착법에 의하여 100℃ 내지 500℃ 의 증착 온도에서 상기 기판 상에 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착하는 것을 포함하는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법을 제공한다.Contacting an organic silicon compound defined by Formula 1 with a substrate and depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film or a silicon oxynitride thin film on the substrate at a deposition temperature of 100 ° C. to 500 ° C. by atomic layer deposition. A thin film deposition method using a silicon precursor compound is provided.

<화학식 1> <Formula 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서 m=1 내지 4의 정수이고,

Figure pat00002
은 탄소수 3 내지 10의 싸이클릴 아민, 분자내 2중결합을 갖는 불포화싸이클릭 아민, 편재화(localized)되어 있는 싸이클릭 아민, 산소, 황, 인 등을 1개 또는 그 이상을 포함하고 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되거나, 아민 이외의 위치에 탄소수 1에서 4까지의 알킬기(alkyl), 퍼플루오르알킬기, 알킬아미노알킬기, 알콕시알킬기, 실릴알킬기, 알콕시실릴알킬기, 사이클로알킬기, 벤질기, 알릴기, 알킬실릴기, 알콕시실릴기, 알콕시알킬실릴기, 아미노알킬실릴기가 치환되어 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되어진다.In Formula 1, m is an integer of 1 to 4,
Figure pat00002
Cyclic amines containing 3 to 10 carbon atoms, unsaturated cyclic amines having double bonds in the molecule, cyclic amines localized, oxygen, sulfur, phosphorus, etc. An alkyl group, perfluoroalkyl group, alkylaminoalkyl group, alkoxyalkyl group, silylalkyl group, alkoxysilylalkyl group, cycloalkyl group, benzyl group, allyl group, alkyl selected from a click amine, or in a position other than the amine It is selected from the cyclic amine which the silyl group, the alkoxy silyl group, the alkoxy alkyl silyl group, and the aminoalkyl silyl group substituted.

상술한 바와 같이 본원에 따른 상기 실리콘 전구체를 이용한 박막 증착 방법은 원자층 증착법을 이용하고, 고리스트레인을 갖는 유기실리콘 화합물을 사용함으로써 공정온도를 낮추면서도 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 조성물을 형성할 수 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 특성을 향상된 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막으로 증착시킬 수 있고, 특히 매우 얇은 두께에서 우수한 물성 및 피복성이 요구되는 게이트(gate)의 스페이서(spacer) 등에 이용될 수 있다.As described above, the thin film deposition method using the silicon precursor according to the present application uses an atomic layer deposition method, and by using an organosilicon compound having a high list rain, it is possible to accurately control the thickness and composition while lowering the process temperature, It is possible to form an excellent coating property and a uniform composition even in the substrate, and thus the properties of the semiconductor device can be deposited as an improved silicon oxide thin film, silicon nitride thin film or silicon oxynitride thin film, and particularly excellent properties and coating at a very thin thickness It can be used as a spacer of a gate for which a castle is required.

본원에 따른 상기 실리콘 전구체를 이용한 박막 증착 방법에 있어서 사용되는 상기 실리콘 전구체는 실리콘과 다른 금속의 복합산화물 박막을 만드는데 유리하며, HCl 같은 부식성 부산물이 생기지 않는다. 또한, 100℃ 또는 150℃의 저온에서도 SiO2 증착이 가능하며, 요철이 심한 표면에 일정한 두께의 막을 형성할 수 있다. 404℃ 이상에서 형성한 SiO2 막은, 종래 전구체 Si2Cl6 를 원료로 사용한 ALD 또는 LPCVD로 형성한 SiO2 막 만큼 전기적인 성질이 우수하다. 또한, 실리콘-질소 결합이 있는 다른 실리콘 전구체보다 ALD 막 성장 속도가 높다.The silicon precursor used in the thin film deposition method using the silicon precursor according to the present invention is advantageous for making a composite oxide thin film of silicon and another metal, and does not generate corrosive byproducts such as HCl. In addition, SiO 2 may be deposited even at a low temperature of 100 ° C. or 150 ° C., and a film having a constant thickness may be formed on a surface with high unevenness. The SiO 2 film formed at 404 ° C. or higher is as excellent in electrical properties as the SiO 2 film formed by ALD or LPCVD using a precursor Si 2 Cl 6 as a raw material. In addition, ALD film growth rate is higher than other silicon precursors with silicon-nitrogen bonds.

도 1은 본원의 실시예 1에 의해서 제조된 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3]의 TG/DSC 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 실험예 2에 의해 실시된 전구체 화합물의 온도에 따른 증착 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 실험예 2에 의해 실시된 전구체 화합물의 공급시간에 따른 박막의 두께 변화의 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본원의 실험예 2에 의해 실시된 전구체 화합물의 오존가스(O3/O2)의 공급시간에 따른 박막의 두께 변화의 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 실험예 2에 의해 실시된 전구체 화합물의 온도 변화에 따른 박막 두께 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 실험예 2에 의해 실시된 전구체 화합물의 박막의 누설 전류 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 실시예 3에 의해 실시된 전구체 화합물의 공급시간에 따른 막의 증착 속도를 나타낸 도면 및 전구체 화합물의 오존가스(O3/O2)의 공급시간에 따른 막의 증착 속도를 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 실시예 3에 의해 실시된 전구체 화합물의 기판 온도 변화에 따른 막의 증착 속도를 나타낸 도면 및 상기 증착된 막의 누설 전류 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 실시예 3에 의해 실시된 전구체 화합물을 이용하여 증착된 산화실리콘 박의 스텝 커버리지를 나타내는 TEM 사진이다.
도 10은 본원의 실시예 3에 있어서 본원에 따른 전구체 화합물과 종래 전구체 Si2Cl6 각각에 대하여 기판 온도에 따른 증착 속도 및 증착된 산화실리콘 막의 누설전류 특성을 비교 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing the results of TG / DSC analysis of trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] prepared by Example 1 of the present application.
2 is a view showing the deposition characteristics according to the temperature of the precursor compound carried out by Experimental Example 2 of the present application.
3 is a view showing a result of the thickness change of the thin film according to the supply time of the precursor compound carried out by Experimental Example 2 of the present application.
4 is a view showing the results of the thickness change of the thin film according to the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) of the precursor compound carried out by Experimental Example 2 of the present application.
5 is a view showing a thin film thickness change with the temperature change of the precursor compound carried out by Experimental Example 2 of the present application.
6 is a view showing the leakage current characteristics of the thin film of the precursor compound carried out by Experimental Example 2 of the present application.
7 is a view showing the deposition rate of the film according to the supply time of the precursor compound carried out in Example 3 of the present application and the deposition rate of the film according to the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) of the precursor compound .
8 is a view showing the deposition rate of the film according to the substrate temperature change of the precursor compound carried out by Example 3 of the present application and the leakage current characteristics of the deposited film.
FIG. 9 is a TEM photograph showing the step coverage of a silicon oxide foil deposited using a precursor compound carried out in Example 3 of the present application. FIG.
10 is a view showing a comparison result of the deposition rate according to the substrate temperature and the leakage current characteristics of the deposited silicon oxide film for each of the precursor compound according to the present application and the conventional precursor Si 2 Cl 6 in Example 3 of the present application.

이하에서는 본원의 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막증착방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a thin film deposition method using the silicon precursor compound of the present application will be described in more detail.

본원은 반도체 소자에 적용되는 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착하는 방법에 관한 것으로서, 실리콘 전구체 화합물을 기판과 접촉시켜 원자층 증착법으로 기판 상에 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착하되, 상기 증착 시 온도가 100~500℃인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film or a silicon oxynitride thin film applied to a semiconductor device, wherein the silicon precursor compound is contacted with a substrate to form a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film or While depositing a silicon oxynitride thin film, the deposition temperature is characterized in that 100 ~ 500 ℃.

일 구현예에 있어서, 상기 증착 시 온도는 100~500℃, 또는 150~500℃, 또는 200~500℃, 또는 250~500℃, 또는 300~500℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the deposition temperature may be 100 to 500 ° C, or 150 to 500 ° C, or 200 to 500 ° C, or 250 to 500 ° C, or 300 to 500 ° C, but is not limited thereto.

이와 같이 본원은 원자층 증착법을 이용하여 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착함으로써 증착시 공정온도를 낮출 수 있다. 그리고 박막의 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있기 때문에 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성을 갖는 박막을 증착시킬 수 있고, 그 박막의 두께 균일도 및 물성을 향상시킬 수 있다.As such, the present application may lower the process temperature during deposition by depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film, or a silicon oxynitride thin film using an atomic layer deposition method. In addition, since the thickness and composition of the thin film can be precisely controlled, a thin film having excellent coating properties can be deposited even on a complicated substrate, and the thickness uniformity and physical properties of the thin film can be improved.

이때 상기 증착 온도가 100℃ 미만, 150℃ 미만, 200℃미만, 또는 300℃ 미만인 경우 박막 형성 온도가 낮아 불완전한 박막의 형성으로 인해 탄소 오염 및 기타 불순물들의 함량이 높아질 수 있고, 충분한 박막 형성 속도를 얻을 수 없어 경제적이지 못하며, 반대로 상기 증착 온도가 500℃를 초과하는 경우 상당한 고온에서 박막의 증착이 이루어지는 종래의 화학적 기상 증착법(CVD)와 큰 차이가 없기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 상기 증착 온도는 100~500℃, 또는 150~500℃, 또는 200~500℃, 또는 250~500℃, 또는 300~500℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, when the deposition temperature is less than 100 ℃, less than 150 ℃, less than 200 ℃, or less than 300 ℃ the film formation temperature is low due to the formation of an incomplete thin film may increase the content of carbon contamination and other impurities, sufficient film formation rate It is not economical because it cannot be obtained, and conversely, if the deposition temperature exceeds 500 ° C., it is not preferable because there is no significant difference from the conventional chemical vapor deposition method (CVD) in which the thin film is deposited at a considerable temperature. Therefore, the deposition temperature may be 100 to 500 ° C., or 150 to 500 ° C., or 200 to 500 ° C., or 250 to 500 ° C., or 300 to 500 ° C., but is not limited thereto.

이때 본 발명에서 사용되는 실리콘 전구체 화합물은 하기 화학식 1 로 정의되는 유기 실리콘 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.  At this time, the silicon precursor compound used in the present invention is preferably to use an organic silicon compound defined by the formula (1).

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서 m=1 내지 4의 정수이고,

Figure pat00004
은 탄소수 3 내지 10의 싸이클릴 아민, 분자내 2중결합을 갖는 불포화싸이클릭 아민, 편재화(localized)되어 있는 싸이클릭 아민, 산소, 황, 인 등을 1개 또는 그 이상을 포함하고 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되는 하나이거나, 아민 이외의 위치에 탄소수 1에서 4까지의 알킬기(alkyl), 퍼플루오르알킬기, 알킬아미노알킬기, 알콕시알킬기, 실릴알킬기, 알콕시실릴알킬기, 사이클로알킬기, 벤질기, 알릴기, 알킬실릴기, 알콕시실릴기, 알콕시알킬실릴기, 아미노알킬실릴기가 치환되어 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되는 하나일 수 있다.In Formula 1, m is an integer of 1 to 4,
Figure pat00004
Cyclic amines containing 3 to 10 carbon atoms, unsaturated cyclic amines having double bonds in the molecule, cyclic amines localized, oxygen, sulfur, phosphorus, etc. One selected from click amines, or alkyl, perfluoroalkyl, alkylaminoalkyl group, alkoxyalkyl group, silylalkyl group, alkoxysilylalkyl group, cycloalkyl group, benzyl group, allyl group having 1 to 4 carbon atoms at positions other than the amine. , Alkylsilyl group, alkoxysilyl group, alkoxyalkylsilyl group, aminoalkyl silyl group may be one selected from cyclic amine substituted.

더욱 바람직하게는 상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물에서 m=1 내지 4의 정수이고,

Figure pat00005
은 5~6각 고리를 형성하고 있는 피롤리딘, 피롤, 피페리딘, 및 모르폴린(morpholine) 중에서 선택되는 것이 더욱 바람직하며, 이중에서도 피롤리딘, 또는 피롤인 것이 더 바람직하다.More preferably, in the organosilicon compound defined by Formula 1, an integer of m = 1 to 4,
Figure pat00005
Is more preferably selected from pyrrolidine, pyrrole, piperidine, and morpholine forming a 5 to 6 hexacyclic ring, and more preferably pyrrolidin or pyrrole.

상기한 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물은 Si에 결합되어 있는 아민이 고리형 스트레인(ring strain)이 존재하는 헤테로 싸이클릭 아민 (heterocyclic amine)이기 때문에 아민이 고리 스트레인에 의해 쉽게 Si 원자와 이탈될 수 있고, 이에 따라 반응성이 큰 산화제와 반응하여 실리콘 산화 박막 (SiO2) 또는 실리콘질화박막(SiN)x을 형성하기 유리하며, 이 반응메카니즘에 의해 100~500℃, 또는 150~500℃, 또는 200~500℃, 또는 250~500℃, 또는 300~500℃ 의 낮은 증착온도에서도 증착이 가능하다.In the organosilicon compound defined by Formula 1, since the amine bonded to Si is a heterocyclic amine in which a cyclic strain is present, the amine is easily separated from the Si atom by the ring strain. It is thus advantageous to form a silicon oxide thin film (SiO 2) or a silicon nitride thin film (SiN) x by reacting with a highly reactive oxidant, and by this reaction mechanism 100-500 ° C., or 150-500 ° C., or 200 Deposition is possible even at low deposition temperatures of ˜500 ° C., or 250-500 ° C., or 300-500 ° C.

또한, 직접적인 탄소 결합을 갖지 않기 때문에 금속 박막 내에 탄소 함량을 효과적으로 낮출 수 있으며, 탄소 불순물의 포함으로 인한 물성 저하를 줄일 수 있고, 저온에서도 높은 휘발성을 갖을 수 있으며, 실온에서 액체 상태로 존재하여 원자층 증착법에 의한 산화 실리콘 박막 및 산화질화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막을 증착하기 위한 실리콘 전구체 화합물로서 적합하게 사용될 수 있다.In addition, since it does not have direct carbon bonds, it is possible to effectively lower the carbon content in the metal thin film, to reduce the deterioration of physical properties due to the inclusion of carbon impurities, to have high volatility even at low temperatures, and to exist in a liquid state at room temperature to atom It can be suitably used as a silicon precursor compound for depositing a silicon oxide thin film and a silicon oxynitride thin film or a silicon nitride thin film by a layer deposition method.

상기 유기 실리콘 화합물은 실온에서 액체 상태로 존재하여 원자층 증착법에 의한 산화 실리콘 박막 및 산화질화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막을 증착하기 위한 실리콘 전구체 화합물로서 적합하게 사용될 수 있다.  The organosilicon compound may be suitably used as a silicon precursor compound for depositing a silicon oxide thin film and a silicon oxynitride thin film or a silicon nitride thin film by atomic layer deposition by being in a liquid state at room temperature.

또한, 본원의 실리콘 전구체 화합물로 사용되는 상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물에서 m은 3이고,

Figure pat00006
은 5각 고리 화합물 피롤리딘인 하기 화학식 2로 표현되는 유기 실리콘 화합물인 것이 바람직하다.In addition, m is 3 in the organosilicon compound defined by Formula 1 used as the silicon precursor compound of the present application,
Figure pat00006
It is preferable that it is an organosilicon compound represented by following formula (2) which is a pentagonal ring compound pyrrolidine.

Figure pat00007
Figure pat00007

또한, 본원의 실리콘 전구체 화합물로 사용되는 상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물에서 m은 2이고,

Figure pat00008
은 5각 고리 화합물 피롤리딘인 하기 화학식 3으로 표현되는 유기 실리콘 화합물인 것이 바람직하다.In addition, m is 2 in the organosilicon compound defined by Formula 1 used as the silicon precursor compound of the present application,
Figure pat00008
It is preferable that it is an organosilicon compound represented by following formula (3) which is a pentagonal ring compound pyrrolidine.

Figure pat00009
Figure pat00009

이상과 같이 전술한 화학식 1로 표현되는 실리콘 전구체 화합물로 사용되는 유기 실리콘 화합물은 다양한 방법으로 제조가 가능하나, 바람직하게는 반응식 1에서 보는 바와 같이 비극성 용매 하에서 트리스 또는 비스 할라이드 리간드 실리콘 화합물에 알킬 금속을 이용하여 메탈레이션시킨 싸이클릭 아민 화합물을 저온에서 첨가한 후 상온에서 교환반응을 한 후 여과를 통해 염(salt)을 제거한 후 감압 증류함으로써 용이하게 얻을 수 있다.As described above, the organosilicon compound used as the silicon precursor compound represented by Chemical Formula 1 may be prepared by various methods. Preferably, the alkyl metal is formed on the tris or bis halide ligand silicone compound in a nonpolar solvent as shown in Scheme 1. The metallized cyclic amine compound may be added at low temperature, exchanged at room temperature, removed through salt filtration, and then distilled under reduced pressure.

[반응식 1]Scheme 1

Figure pat00010

Figure pat00010

이때 상기 반응식 1에서 R은 알킬이며, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 노말부틸, 이소부틸, 및 tert-부틸 중에서 선택되어지며, M은 리튬(Li) 또는 소듐(Na) 금속 양이온을 의미한다. In this Scheme 1, R is alkyl, and is selected from methyl, ethyl, propyl, isopropyl, normal butyl, isobutyl, and tert-butyl, and M means lithium (Li) or sodium (Na) metal cation. .

또한, 상기 화학식 1의 유기 실리콘 화합물은 반응식 2에서 보는 바와 같이 트리스 또는 비스 할라이드 리간드 실리콘 화합물에 싸이클릭 아민 화합물을 저온에서 2배 이상의 당량을 과량으로 첨가한 후 상온에서 교환반응을 한 후 여과를 통해 아민 염 형태의 염을 제거한 후 감압 증류함으로써 용이하게 얻어질 수도 있다.In addition, as shown in Scheme 2, the organosilicon compound of Formula 1 is added to the tris or bis halide ligand silicone compound in an excess of two or more equivalents at low temperature, and then exchanged at room temperature, followed by filtration. It can also be easily obtained by removing the salt in the form of the amine salt via distillation under reduced pressure.

[반응식 2]Scheme 2

Figure pat00011

Figure pat00011

상기 반응식 1과 반응식 2에서 X는 할라이드(halide) 계열로서, F, Cl, Br, I 중에서 선택되어질 수 있고,

Figure pat00012
은 각각 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, 특히
Figure pat00013
은 탄소수 3 내지 10의 싸이클릭 아민, 분자내 2중결합을 갖는 불포화싸이클릭 아민, 편재화(localized)되어 있는 싸이클릭 아민, 산소, 황, 인 등을 1개 또는 그 이상을 포함하고 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5~6각 고리를 형성하고 있는 피롤리딘, 피롤, 피페리딘, 모르폴린중에서 선택될 수 있으며, 이중에서도 피롤리딘, 또는 피롤 중에서 선택되는 것에 더욱 바람직하다. In Scheme 1 and Scheme 2, X is a halide (halide) series, it may be selected from F, Cl, Br, I,
Figure pat00012
Are as defined in formula 1, and in particular,
Figure pat00013
Is a cyclic amine having 3 to 10 carbon atoms, an unsaturated cyclic amine having a double bond in a molecule, a localized cyclic amine, oxygen, sulfur, phosphorus, etc. More preferably, it is selected from the click amine, More preferably, it may be selected from pyrrolidine, pyrrole, piperidine, and morpholine which form a 5-6 hexagonal ring, and among them, pyrrolidine or pyrrole It is more preferable to select from among.

아울러 상기 용매(solvent)로는 비극성을 가진 헥산(헥산), 펜탄(pentane) 혹은 약한 극성을 지닌 톨루엔(toluene)을 바람직하게 사용할 수 있다.
In addition, as the solvent, hexane (hexane), pentane, or toluene having a weak polarity may be preferably used.

좀 더 구체적으로 본 발명에서 실리콘 전구체 화합물로 사용되는 <화학식 2> 내지 <화학식 3>으로 표현되는 유기 실리콘 화합물의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. More specifically, the manufacturing method of the organic silicon compound represented by <Formula 2> to <Formula 3> used as the silicon precursor compound in the present invention is as follows.

전술한 <화학식 2>의 유기 실리콘 화합물은 하기 반응식 3에서 보는 바와 같이 비극성 용매인 헥산 용매 하에서 트리클로로실란 화합물(HSiCl3) 용액에 노말부틸리튬(n-BuLi)을 이용하여 메탈레이션시킨 리튬피롤리딘 화합물을 저온에서 첨가한 후, 상온에서 교반 반응을 한 다음, 여과를 통해 염을 제거한 후 감압 증류하여 얻을 수 있다. 이때 비극성 용매로는 펜탄, 톨루엔 등을 사용할 수 있으며, 교반 반응 시 생성물인 염(LiCl)을 효과적으로 제거하고 반응 도중의 습기 또는 산소 등에 의한 분해 반응을 억제하기 위하여 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)기류하에서 반응을 진행하는 것이 바람직하다.The above-described organosilicon compound of Chemical Formula 2 is a lithium blood metallized using normal butyllithium (n-BuLi) in a trichlorosilane compound (HSiCl 3 ) solution in a hexane solvent which is a non-polar solvent as shown in Scheme 3 below. After the addition of the lollidine compound at low temperature, the reaction is stirred at room temperature, followed by filtration to remove the salt, followed by distillation under reduced pressure. In this case, pentane, toluene, etc. may be used as the non-polar solvent, and nitrogen (N 2 ) or argon (Ar It is preferable to proceed with the reaction under the air stream.

[반응식 3]Scheme 3

Figure pat00014

Figure pat00014

전술한 <화학식 3>의 유기 실리콘 화합물은 하기 반응식 4에서 보는 바와 같이 비극성 용매인 헥산(헥산) 용매하에서 디클로로실란 화합물(H2SiCl2) 용액에 노말부틸리튬(n-BuLi)을 이용하여 메탈레이션시킨 리튬피롤리딘 화합물을 저온에서 첨가한 후 상온에서 교반 반응을 한 후 여과를 통해 염을 제거한 후 감압 증류하여 얻을 수 있다. The above-described organosilicon compound of <Chemical Formula 3> is a metal using normal butyllithium (n-BuLi) in a dichlorosilane compound (H 2 SiCl 2 ) solution in a hexane (hexane) solvent which is a nonpolar solvent as shown in Scheme 4 below. After the oxidized lithium pyrrolidine compound is added at low temperature, the reaction is stirred at room temperature, and then, the salt is removed by filtration and then distilled under reduced pressure.

[반응식 4]Scheme 4

Figure pat00015

Figure pat00015

아울러 본 발명에 따른 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법은 보다 구체적으로는 반응 챔버 내에 기판을 수용한 뒤, 운송가스 또는 희석가스를 사용하여 상기 실리콘 전구체 화합물의 기체를 기판상으로 이송하여 기판에 접촉시킴으로써 전술한 증착온도인 100~500℃, 또는 150~500℃, 또는 200~500℃, 또는 250~500℃, 또는 300~500℃ 에서 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막, 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착시키는 것이다.In addition, the thin film deposition method using the silicon precursor compound according to the present invention more specifically, after receiving the substrate in the reaction chamber, using a transport gas or dilution gas to transfer the gas of the silicon precursor compound onto the substrate to contact the substrate By depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film, or a silicon oxynitride thin film at the above-mentioned deposition temperature of 100 to 500 ° C, 150 to 500 ° C, or 200 to 500 ° C, or 250 to 500 ° C, or 300 to 500 ° C. It is to let.

이때 상기 운송가스 또는 희석가스로는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 또는 수소(H2) 중에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to use one or more mixtures selected from argon (Ar), nitrogen (N 2 ), helium (He) or hydrogen (H 2 ) as the transport gas or diluent gas.

또한, 상기 실리콘 전구체 화합물을 기판 상으로 전달하는 방식으로는 기화시키는 버블링 방식 및 상온에서 액상으로 공급하여 기화기를 통해 기화시켜 증착시키는 LDS(liquid delivery system)을 사용하는 것 및 전구체의 증기압을 이용하여 직접 공급하는 VFC (vapor flow controller) 방식을 포함하는 다양한 공급방식이 적용될 수 있으나, 가장 바람직하게는 상기 실리콘 전구체 화합물을 버블러 용기에 담아 0.1~10 torr, 상온~80℃의 온도 범위에서 운송가스로 용기를 버블링하여 기화시키는 버블링 방식이 사용될 수 있다.In addition, the method of transferring the silicon precursor compound onto the substrate using a bubbling method to vaporize and a liquid delivery system (LDS) to be deposited by vaporizing through a vaporizer by supplying the liquid phase at room temperature and using the vapor pressure of the precursor Various supply methods including a VFC (vapor flow controller) method of supplying directly may be applied, but most preferably, the silicon precursor compound is transported in a temperature range of 0.1 to 10 torr and room temperature to 80 ° C. in a bubbler container. A bubbling manner may be used in which the vessel is bubbled by gas and vaporized.

또한, 상기 실리콘 전구체 화합물을 기화시키기 위하여 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스로 버블링하거나 열에너지 또는 플라즈마를 이용하거나, 기판 상에 바이어스를 인가하는 것이 더욱 바람직하다.Further, in order to vaporize the silicon precursor compound, it is more preferable to bubble with argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) gas, use thermal energy or plasma, or apply a bias on the substrate.

보다 구체적으로 본원은 상기 화학식 1 로 정의되는 유기 실리콘 화합물의 기체와 수증기(H2O), 산소(O2), 질화산소 (NO, N2O, N2O2), 과산화수소수 (H2O2) 및 오존(O3)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 기체를 동시에 또는 교대로 기판과 접촉시켜 기판 위에 산화실리콘 또는 Hf-Si-O, Zr-Si-O, Ti-Si-O Hf-Al-Si-O, Zr-Al-Si-O, TiAlSiOx, Zr-Hf-Si-O, Zr-Hf-Al-Si-O 와 같은 실리콘을 포함한 복합산화물 박막을 증착할 수도 있다.More specifically, the present application is a gas and water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), oxygen nitride (NO, N 2 O, N 2 O 2 ), hydrogen peroxide (H 2 ) of the organosilicon compound defined by Formula 1 One or two or more mixture gases selected from O 2 ) and ozone (O 3 ) are brought into contact with the substrate simultaneously or alternately to form silicon oxide or Hf-Si-O, Zr-Si-O, Ti-Si-O Hf on the substrate. A composite oxide thin film containing silicon such as -Al-Si-O, Zr-Al-Si-O, TiAlSiOx, Zr-Hf-Si-O, Zr-Hf-Al-Si-O may be deposited.

또한, 상기 화학식 1 로 정의되는 유기 실리콘 화합물의 기체와 암모니아와 하이드라진에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 기체를 동시에 또는 교대로 기판과 접촉시켜 기판 위에 질화실리콘 또는 Hf-Si-N Zr-Si-N, Ti-Si-N, Hf-Al-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N, Zr-Hf-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N와 같은 실리콘을 포함한 복합질화물 박막을 증착할 수도 있다.
In addition, the silicon nitride or Hf-Si-N Zr-Si-N on the substrate by contacting the substrate of the organic silicon compound defined by the formula (1) and one or more mixture gases selected from ammonia and hydrazine simultaneously or alternately with the substrate , Ti-Si-N, Hf-Al-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N, Zr-Hf-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al It is also possible to deposit a thin film of composite nitride containing silicon such as -Si-N.

이하 본 발명에 따른 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착 방법에 대하여 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하되, 이는 본원의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, a thin film deposition method using a silicon precursor compound according to the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present application, and the present invention is limited to the following examples. no.

<< 실시예Example 1> 1>

화학식 2의 Of formula 2 트리스Tris 피롤리디노Pyrrolidino 실란[HSi{N( Silanes [HSi {N ( CC 44 HH 88 )})} 33 ]의 제조Manufacture of

n-부틸리튬(n-BuLi) 105.88mL(0.27 mol, 2.5M in hexane)을 헥산 200 ㎖ 에 희석시킨 후, 이 용액에 피롤리딘(HN(C4H8)) 22.33 mL(0.27 mol)을 -78℃에서 적가한 후 혼합 용액을 교반하면서 실온까지 서서히 올린 뒤 12시간 동안 교반시켜 메탈레이션된 리튬피롤리딘염을 형성하였다. 형성된 리튬피롤리딘염 용액에 트리클로로실란 67.12 mL(0.9 mol)을 -78℃에서 서서히 적가한 후 혼합 용액을 교반하면서 실온까지 올린 뒤 12시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후, 반응 중 생성된 염을 여과 과정을 통하여 제거하고 용매 및 휘발성 부반응물은 감압증류에 의해 제거하여 무색의 액체 화합물을 얻었다. 이 액체 화합물을 감압 증류하여 무색의 액체 화합물인 트리스 피롤리디노 실란 [HSi{N(C4H8)}3] 170 g(수율: 79.2 %)을 얻었다:105.88 mL (0.27 mol, 2.5 M in hexane) of n-butyllithium (n-BuLi) was diluted in 200 mL of hexane, and then 22.33 mL (0.27 mol) of pyrrolidine (HN (C 4 H 8 )) was added to the solution. Was added dropwise at −78 ° C., and then the mixed solution was slowly raised to room temperature with stirring, followed by stirring for 12 hours to form a metallized lithium pyrrolidine salt. 67.12 mL (0.9 mol) of trichlorosilane was slowly added dropwise to the formed lithium pyrrolidin salt solution at -78 ° C, and then the mixed solution was raised to room temperature with stirring, followed by stirring for 12 hours. After completion of the reaction, the salt produced during the reaction was removed by filtration and the solvent and volatile side reactions were removed by distillation under reduced pressure to obtain a colorless liquid compound. The liquid compound was distilled under reduced pressure to obtain 170 g (yield: 79.2%) of trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] as a colorless liquid compound:

b.p : 0.58torr에서 94℃. b.p: 94 ° C. at 0.58 torr.

1H-NMR(C6D6): δ 1.605(CH2, bs, 12H) 1 H-NMR (C 6 D 6 ): δ 1.605 (CH 2 , bs, 12H)

δ 3.056(NCH2, bs, 12H) δ 3.056 (NCH 2 , bs, 12H)

δ 4.821(SiH, s, 1H).
δ 4.821 (SiH, s, 1H).

<< 실시예Example 2> 2>

화학식 3의 Of formula 3 비스Vis 피롤리디노Pyrrolidino 실란[H Silane [H 22 Si{N(Si {N ( CC 44 HH 88 )})} 22 ]의 제조Manufacture of

n-부틸리튬(n-BuLi) 105.88mL(0.27 mol, 2.5M in 헥산)을 헥산 200 ㎖ 에 희석시킨 후, 이 용액에 피롤리딘(HN(C4H8)) 22.33 mL(0.27 mol)을 -78℃에서 적가한 후 혼합 용액을 교반하면서 실온까지 서서히 올린 뒤 12시간 동안 교반시켜 메탈레이션된 리튬피롤리딘염을 형성하였다. 형성된 리튬피롤리딘염 용액에 디클로로실란 13.63 g(0.135 mol)을 -78℃에서 서서히 버블링하여 적가한 후 혼합 용액을 교반하면서 실온까지 올린 뒤 12시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후, 반응 중 생성된 염을 여과 과정을 통하여 제거하고 용매 및 휘발성 부반응물은 감압증류에 의해 제거하여 무색의 액체 화합물을 얻었다. 이 액체 화합물을 감압 증류하여 무색의 액체 화합물인 비스 피롤리디노 실란 [H2Si{N(C4H8)}3] 85 g(수율 : 50 %)을 얻었다. 105.88 mL (0.27 mol, 2.5 M in hexane) of n-butyllithium (n-BuLi) is diluted in 200 mL of hexane, and then 22.33 mL (0.27 mol) of pyrrolidine (HN (C 4 H 8 )) is added to this solution. Was added dropwise at −78 ° C., and then the mixed solution was slowly raised to room temperature with stirring, followed by stirring for 12 hours to form a metallized lithium pyrrolidine salt. 13.63 g (0.135 mol) of dichlorosilane was slowly added dropwise to the formed lithium pyrrolidin salt solution at -78 ° C, and then the mixed solution was raised to room temperature with stirring, followed by stirring for 12 hours. After completion of the reaction, the salt produced during the reaction was removed by filtration and the solvent and volatile side reactions were removed by distillation under reduced pressure to obtain a colorless liquid compound. This liquid compound was distilled under reduced pressure to obtain 85 g (yield: 50%) of bispyrrolidino silane [H 2 Si {N (C 4 H 8 )} 3 ] as a colorless liquid compound.

b.p : 0.4 torr에서 62℃. b.p: 62 ° C. at 0.4 torr.

1H-NMR(C6D6): δ 1.612(CH2, bs, 8H) 1 H-NMR (C 6 D 6 ): δ 1.612 (CH 2 , bs, 8H)

δ 3.128(NCH2, bs, 8H) δ 3.128 (NCH 2 , bs, 8H)

δ 4.851(SiH, s, 2H)
δ 4.851 (SiH, s, 2H)

<< 실험예Experimental Example 1> 1>

실시예 1 에서 제조한 유기 실리콘 화합물 즉, 트리스 피롤리디노 실란 전구체 화합물의 기초 열특성을 분석하기 위하여 TG & DSC 분석을 실시하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.In order to analyze the basic thermal characteristics of the organosilicon compound prepared in Example 1, that is, the trispyrrolidino silane precursor compound, TG & DSC analysis was performed, and the results are shown in FIG. 1.

도 1에서 확인할 수 있듯이 실시예 1 제조한 실리콘 전구체 화합물은 모두 원자층 증착법에 적용하기에 충분한 휘발성을 나타냄을 보여 주고 있음을 알 수 있다. 또한 실시예 1에서 제조된 트리스 피롤리디노 실란 전구체 화합물이 기존의 유기 실리콘 화합물들보다 동등 이상의 열적 안정성을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 또한 DSC 커브 상에서 나타나는 바와 같이 열적 분해가 500℃ 미만에서 나타남을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 1 it can be seen that all the silicon precursor compound prepared in Example 1 exhibits sufficient volatility to apply to the atomic layer deposition method. In addition, it can be seen that the trispyrrolidino silane precursor compound prepared in Example 1 has thermal stability equal to or higher than that of conventional organic silicon compounds. In addition, it was confirmed that the thermal decomposition appeared below 500 ℃ as shown on the DSC curve.

<< 실험예Experimental Example 2> 2>

실시예 1에서 제조된 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체와 산소원(O2)으로 오존(O3)을 이용하여 원자층 증착(ALD) 실험을 수행하였다. 우선, 황산(H2SO4) 과 과산화수소수(H2O2)를 4:1로 혼합한 피라나(piranha) 용액에 실리콘 웨이퍼를 10 분 동안 담갔다가 꺼낸 후 묽은 HF 수용액에 2 분 동안 담가 순수한 실리콘 표면을 형성한 뒤에 원자층 증착법(ALD)으로 실리콘 산화물 박막을 제조하였다. 이때 기판의 온도는 300℃부터 500℃로 가열하였고 전구체로 사용된 트리스 피롤리디노 실란 전구체[HSi{N(C4H8)}3]는 스테인레스 스틸을 재질로한 버블러(bubbler) 용기에 담아 2 torr, 60℃ 온도에서 용기를 가열하면서 100 sccm 의 유속을 갖는 아르곤(Ar) 가스를 전구체화합물의 운반가스로 사용하여 용기를 버블링하여 기화시켰다. 이때 반응기내로의 전구체의 공급양은 1.5 × 106L로, 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110sec 으로 조절하였다.
Trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor prepared in Example 1 and atomic layer deposition (ALD) experiments were performed using ozone (O 3 ) as the oxygen source (O 2 ). It was. First, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) After dipping the silicon wafer for 10 minutes in a piranha solution mixed with 4: 1 hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and then immersing in dilute HF solution for 2 minutes to form a pure silicon surface. A silicon oxide thin film was prepared by the deposition method (ALD). At this time, the temperature of the substrate was heated from 300 ° C to 500 ° C and the trispyrrolidino silane precursor [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] used as a precursor was placed in a bubbler container made of stainless steel. It was vaporized by bubbling the vessel using argon (Ar) gas having a flow rate of 100 sccm as a carrier gas of the precursor compound while heating the vessel at a temperature of 2 torr and 60 ° C. At this time, the supply amount of the precursor into the reactor was 1.5 × 10 6 L, the oxygen flow rate ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate was adjusted to 110sec at 9.5 torr.

- 온도에 따른 증착 특성 측정 --Deposition Characteristics According to Temperature-

실시예 1의 방법에 의해 제조된 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체 화합물의 온도에 따른 증착 특성을 측정하기 위하여 ALD 주기를 25 회로 고정하고, 전구체는 1.5 × 106L이고, 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110 sec로 공급하여 300~500℃에서 온도에 따른 증착율 (growth rate) 결과를 도 2에 나타내었다. The ALD cycle was fixed to 25 cycles in order to measure the deposition characteristics of the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor compound according to the method of Example 1, and the precursor was 1.5 × 10 6 L, the oxygen source ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate is supplied in 110 sec at 9.5 torr and the results of the growth rate (growth rate) according to the temperature at 300 ~ 500 ℃ is shown in FIG.

도 2에서 확인할 수 있듯이, 300℃에서부터 증착이 이루어지기 시작하였으며, 450℃에서 가장 높은 증착율을 나타냄을 알 수 있다.
As can be seen in Figure 2, the deposition started from 300 ℃, it can be seen that the highest deposition rate at 450 ℃.

- 증착 속도 특성 -Deposition Rate Characteristics

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 공급시간에 따른 박막의 두께 변화를 확인하기 위하여 ALD 주기는 50 회로 고정하고 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110 sec로 공급하여 450℃에서 측정된 증착 두께 특성을 도 3에 나타내었다. Si 전구체의 공급시간(pulse time)이 10초까지는 급격히 증가하다가 공급시간을 늘리면 서서히 감소함을 나타내었다. 도 3에서 확인할 수 있듯이 전구체의 공급시간은 10 sec가 적합함을 확인하였다. In order to check the thickness change of the thin film according to the supply time of the Si precursor prepared by the method in Example 1, the ALD cycle was fixed at 50 times and the oxygen-causing ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate was from 9.5 torr to 110 sec. Deposition thickness characteristics measured at 450 ° C. by feeding are shown in FIG. 3. It was shown that the pulse time of Si precursor rapidly increased up to 10 seconds and then decreased gradually with increasing supply time. As can be seen in Figure 3 it was confirmed that the supply time of the precursor is suitable for 10 sec.

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 오존가스(O3/O2)의 공급시간에 따른 박막의 두께 변화를 확인하기 위하여 ALD 주기는 50 회로 고정하고 Si 전구체의 공급시간(pulse time)이 10초로 공급하여 450℃에서 측정된 증착 두께 특성을 도 4에 나타내었다. In order to check the thickness change of the thin film according to the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) of the Si precursor prepared by the method of Example 1, the ALD cycle was fixed to 50 times and the pulse time of the Si precursor was fixed. The deposition thickness characteristics measured at 450 ° C. by supplying this for 10 seconds are shown in FIG. 4.

도 4에서 확인할 수 있듯이 오존가스(O3/O2)의 공급시간이 110 sec에서 성장속도가 포화됨을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 4, the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) was confirmed that the growth rate is saturated at 110 sec.

- 온도 변화에 따른 박막 두께 변화 --Thin Film Thickness Change with Temperature-

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 공급시간과 오존가스(O3/O2)의 공급시간에 의해 포화되는 조건에서 온도변화에 따른 박막의 두께 변화를 도 5에 나타내었다. 여기서 ALD 주기는 50 회로 고정하고 전구체는 10sec로, 산소 원인 오존 가스(03/O2)는 110 ses로 공급하였다.The thickness change of the thin film according to the temperature change in the conditions saturated with the supply time of the Si precursor prepared by the method in Example 1 and the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) is shown in FIG. 5. The ALD cycle was fixed at 50 cycles, the precursor was supplied at 10 sec, and the oxygen source ozone gas (0 3 / O 2 ) was supplied at 110 ses.

도 5에서 확인할 수 있듯이 450℃에서 ALD 반응이 활성화되어 최대두께가 됨을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 5 it was confirmed that the ALD reaction is activated to the maximum thickness at 450 ℃.

- 누설 전류 특성 변화 --Leakage current characteristic change-

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 300℃~500℃ 구간에서 ALD SiO2 박막을 증착하여 누설 전류 특성을 측정하여 도 6에 나타내었다.ALD SiO 2 thin film was deposited in the range of 300 ° C. to 500 ° C. of the Si precursor prepared by the method in Example 1, and the leakage current characteristics thereof were measured and shown in FIG. 6.

도 6에서 확인할 수 있듯이 기판의 온도가 증가할수록 박막의 품질이 높아져 누설전류가 감소하였고, 500℃에서 형성된 박막의 경우 HCD(Si2Cl6) 이용하여 550℃에서 형성된 박막 및 760℃에서 증착된 LPCVD 박막과 동일 수준의 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 6 as the temperature of the substrate is increased the quality of the thin film to increase the leakage current, the thin film formed at 500 ℃ was deposited at 550 ℃ and the thin film formed at 550 ℃ using HCD (Si 2 Cl 6 ) It can be seen that the same characteristics as the LPCVD thin film.

<< 실시예Example 3> 3>

화학식 2의 Of formula 2 트리스Tris 피롤리디노Pyrrolidino 실란[HSi{N( Silanes [HSi {N ( CC 44 HH 88 )})} 33 ]을 실리콘 전구체로서 이용한 산화실리콘 막의 증착 및 특성 분석Deposition and characterization of silicon oxide films using silicon precursor

상기 실시예 1에서 제조된 바와 같은 염소 이온을 포함하지 않는 화학식 2의 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3]을 이용하여 ALD 방법에 의하여 산화실리콘 막의 증착하였다.Formula containing no chlorine ions as prepared in Example 1 A silicon oxide film was deposited by the ALD method using trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ].

구체적으로, 실시예 1에서 제조된 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체와 산소원(O2)으로 오존(O3)을 이용하여 원자층 증착(ALD) 실험을 수행하였다. 우선, 황산(H2SO4) 과 과산화수소수(H2O2)를 4:1로 혼합한 피라나(piranha) 용액에 실리콘 웨이퍼를 10 분 동안 담갔다가 꺼낸 후 묽은 HF 수용액에 2 분 동안 담가 순수한 실리콘 표면을 형성한 뒤에 원자층 증착법(ALD)으로 실리콘 산화물 박막을 제조하였다. 이때 기판의 온도는 150℃부터 500℃로 가열하였고 전구체로 사용된 트리스 피롤리디노 실란 전구체[HSi{N(C4H8)}3]는 스테인레스 스틸을 재질로한 버블러(bubbler) 용기에 담아 2 torr, 60℃ 온도에서 용기를 가열하면서 100 sccm 의 유속을 갖는 아르곤(Ar) 가스를 전구체화합물의 운반가스로 사용하여 용기를 버블링하여 기화시켰다. 이때 반응기내로의 전구체의 공급양은 3 × 105L로, 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110 sec 로 조절하였다.
Specifically, atomic layer deposition (ALD) using trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor prepared in Example 1 and ozone (O 3 ) as the oxygen source (O 2 ). The experiment was performed. First, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) After dipping the silicon wafer for 10 minutes in a piranha solution mixed with 4: 1 hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and then immersing in dilute HF solution for 2 minutes to form a pure silicon surface. A silicon oxide thin film was prepared by the deposition method (ALD). At this time, the temperature of the substrate was heated from 150 ℃ to 500 ℃ and the trispyrrolidino silane precursor [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] used as a precursor is placed in a bubbler container made of stainless steel. It was vaporized by bubbling the vessel using argon (Ar) gas having a flow rate of 100 sccm as a carrier gas of the precursor compound while heating the vessel at a temperature of 2 torr and 60 ° C. At this time, the supply amount of the precursor into the reactor was adjusted to 3 × 10 5 L, the oxygen flow ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate was adjusted from 9.5 torr to 110 sec.

- 증착 속도 특성 -Deposition Rate Characteristics

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 공급시간(pulse time)에 따른 박막의 두께 변화를 확인하기 위하여 ALD 주기는 50 회로 고정하고 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110 sec로 공급하여 280℃에서 측정된 증착 두께 특성을 도 7에 나타내었다. Si 전구체의 공급시간(pulse time)이 10초까지 증착 속도가 약 0.1 nm/cycle 로 급격히 증가하다가 공급시간에 따라 증착 속도가 거의 일정하게 유지되었다.In order to check the thickness change of the thin film according to the pulse time of the Si precursor prepared by the method of Example 1, the ALD cycle was fixed at 50 times and the oxygen-causing ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate was 9.5 torr. Deposition thickness characteristics measured at 280 ° C. and supplied at 110 sec are shown in FIG. 7. The deposition time of the Si precursor was rapidly increased to about 0.1 nm / cycle until the pulse time was 10 seconds, and the deposition rate was almost constant according to the supply time.

실시예 1에 방법에 의해 제조된 Si 전구체의 오존가스(O3/O2)의 공급시간에 따른 박막의 두께 변화를 확인하기 위하여 ALD 주기는 50 회로 고정하고 Si 전구체의 공급시간(pulse time)을 10초로 공급하여 280℃에서 측정된 증착 두께 특성을 도 7에 나타내었다. In order to check the thickness change of the thin film according to the supply time of ozone gas (O 3 / O 2 ) of the Si precursor prepared by the method of Example 1, the ALD cycle was fixed to 50 times and the pulse time of the Si precursor was fixed. The deposition thickness characteristics measured at 280 ° C. by supplying 10 seconds are shown in FIG. 7.

도 7에서 확인할 수 있듯이 오존가스(O3/O2)의 공급시간이 약 27 sec에서 증착속도가 약 0.1 nm/cycle 로 증가하여 오존가스(O3/O2)의 공급시간 증가예 따라 증착속도가 거의 일정하게 유지됨을 알 수 잇다. As can be seen in Figure 7. The ozone gas (O 3 / O 2) feed time is deposited in accordance with Example increasing the supply time of the deposition rate increases to about 0.1 nm / cycle at about 27 sec ozone gas (O 3 / O 2) to the You can see that the speed remains almost constant.

표면 반응 완료를 위한 상기 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3]의 노출양은 약 3 x 105 L이였으며, 이것은 증착 속도의 포화를 위한 종래 전구체 Si2Cl6에 비하여 본원에 따른 상기 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체가 더 반응성이 우수함을 나타낸다.
The exposure of the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] to complete the surface reaction was about 3 × 10 5 L, which was applied to the conventional precursor Si 2 Cl 6 for saturation of the deposition rate. In comparison, the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor according to the present application is more responsive.

- 온도에 따른 증착 특성 --Deposition Characteristics According to Temperature-

실시예 1의 방법에 의해 제조된 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체 화합물의 기판 온도에 따른 증착 특성을 측정하기 위하여 ALD 주기를 50회로 고정하고, 상기 Si 전구체의 공급시간(pulse time)은 10초이고 산소 원인 오존 가스(03/O2) 유량은 9.5 torr에서 110 sec로 공급하여 200-500℃의 기판 온도에서 기판의 온도에 따른 증착 속도 (growth rate) 결과를 도 8에 나타내었다. In order to measure the deposition characteristics according to the substrate temperature of the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor compound prepared by the method of Example 1, the ALD cycle was fixed to 50 times, and the Si The precursor's pulse time is 10 seconds and the oxygen source ozone gas (0 3 / O 2 ) flow rate is supplied from 9.5 torr to 110 sec to increase the deposition rate according to the substrate temperature at 200-500 ℃. rate) results are shown in FIG. 8.

도 8에 나타낸 바와 같이, 산화실리콘 막의 증착은 상기 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체 화합물을 이용하는 경우 150℃에서의 저온에서도 증착되었으며, 이것은 종래 전구체 Si2Cl6의 증착 온도에 비하여 더 낮은 것이다. As shown in FIG. 8, the deposition of the silicon oxide film was also carried out at a low temperature at 150 ° C. using the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor compound, which is a conventional precursor Si 2. Lower than the deposition temperature of Cl 6 .

상기 산화실리콘 막은 150℃ 내지 478℃의 온도에서 증착이 되었으며, 404℃에서 증착속도가 포화되어 Si(NC4H8)3H의 노출량 3 × 105 L 에 대하여 0.25 nm/cycle 의 최고 증착 속도를 나타내었다. 고온 영역 (404℃ 내지 478℃)에서 상기 산화실리콘 막의 누설전류 특성 변화를 측정하였으며 (도 8), 상기 기판의 고온 영역에서 박막의 품질이 높아져 누설전류가 감소하였으며, 이것은 종래 전구체 Si2Cl6를 이용한 LPCVD 및 ALD에 의한 산화실리콘 막에 상응하는 우수한 전기적 특성을 가짐을 나타낸다.The silicon oxide film was deposited at a temperature of 150 ℃ to 478 ℃, the deposition rate was saturated at 404 ℃ maximal deposition rate of 0.25 nm / cycle for the exposure 3 × 10 5 L of Si (NC 4 H 8 ) 3 H Indicated. In a high temperature region (404 ℃ to 478 ℃) were measured for the silicon oxide film, leakage current characteristics change (FIG. 8), in a high temperature region of the substrate, the higher the quality of the film was decreased, the leakage current, which is Si 2 Cl 6 conventional precursor It has excellent electrical properties corresponding to the silicon oxide film by LPCVD and ALD.

- 스텝 커버리지 분석 - Step Coverage Analysis

종횡비 50의 hole 패턴을 이용하여 스텝 커버리지(step comverage)를 TEM을 이용하여 분석하여 도 9 에 나타내었다. 본 실시예의 ALD 산화실리콘 막은 우수한 스텝 커버리지를 나타내었다.
Step coverage was analyzed using TEM using a hole pattern having an aspect ratio of 50 and is shown in FIG. 9. The ALD silicon oxide film of this example showed excellent step coverage.

- 종래 전구체 Si 2 Cl 6 와의 비교- -Comparison with conventional precursor Si 2 Cl 6

실시예 1의 상기 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체 화합물과 종래 전구체 Si2Cl6에 대하여 기판 온도에 따른 증착 속도 및 증착된 산화실리콘 막의 특성에 대한 비교 실험 결과를 도 10 에 나타내었다.Comparison of the Deposition Rate According to the Substrate Temperature and the Properties of the Deposited Silicon Oxide Film with respect to the Trispyrrolidino Silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] Precursor Compound of Example 1 and the Precursor Si 2 Cl 6 The experimental results are shown in FIG. 10.

도 10에 나타낸 바와 같이, 300℃ 미만의 저온 증착이 실시예 1의 상기 트리스 피롤리디노 실란[HSi{N(C4H8)}3] 전구체 화합물에 의하여 달성되었으며, 누설 전류 밀도는 상기 두 전구체를 이용한 경우 거의 유사하였다. As shown in FIG. 10, low temperature deposition below 300 ° C. was achieved by the trispyrrolidino silane [HSi {N (C 4 H 8 )} 3 ] precursor compound of Example 1, and leakage current density was Almost similar when using the precursor.

본 실시예의 결과를 요약하면, 본원에 따른 상기 전구체는 실리콘과 다른 금속의 복합산화물 박막을 만드는데 유리하며, HCl 같은 부식성 부산물이 생기지 않는다. 또한, 150℃의 저온에서도 SiO2 증착이 가능하며, 요철이 심한 표면에 일정한 두께의 막을 형성할 수 있다. 404℃ 이상에서 형성한 SiO2 막은, 종래 전구체 Si2Cl6 를 원료로 사용한 ALD 또는 LPCVD로 형성한 SiO2 막 만큼 전기적인 성질이 우수하다. 또한, 실리콘-질소 결합이 있는 다른 실리콘 전구체보다 ALD 막 성장 속도가 높다 (404℃에서 0.25 nm/cycle).Summarizing the results of this example, the precursors according to the present application are advantageous for making composite oxide thin films of silicon and other metals, and no corrosive byproducts such as HCl are produced. In addition, it is possible to deposit SiO 2 even at a low temperature of 150 ° C., and to form a film having a constant thickness on a surface with high unevenness. The SiO 2 film formed at 404 ° C. or higher is as excellent in electrical properties as the SiO 2 film formed by ALD or LPCVD using a precursor Si 2 Cl 6 as a raw material. In addition, ALD film growth rate is higher (0.25 nm / cycle at 404 ° C.) than other silicon precursors with silicon-nitrogen bonds.

이로써 본 발명에 따른 박막 증착 방법은 실리콘 전구체 화합물을 원자층 증착법에 의해 산화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막으로 증착시킬 수 있음을 확인할 수 있었으며, 본원의 박막 증착 방법을 통해 공정온도를 낮추면서도 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 피복성 및 균일한 조성물을 형성할 수 있기 때문에 이를 이용하여 증착한 산화 실리콘 박막 또는 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막으로 인해 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되며, 특히 매우 얇은 두께에서 우수한 물성 및 피복성이 요구되는 게이트(gate)의 스페이서(spacer), STI, ONO stack, passivation layer 및 기타 다른 분야에서도 매우 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.
Thus, the thin film deposition method according to the present invention was able to confirm that the silicon precursor compound can be deposited as a silicon oxide thin film or a silicon nitride thin film or a silicon oxynitride thin film by the atomic layer deposition method, the process temperature through the thin film deposition method of the present application The thickness and composition can be precisely controlled while lowering, and even a complex substrate can be formed with excellent coating properties and uniform composition. Therefore, a semiconductor device can be formed by a silicon oxide thin film or a silicon nitride thin film or a silicon oxynitride thin film deposited thereon. It is expected to be able to improve the characteristics of, and it will be very effective in the spacer of gate, STI, ONO stack, passivation layer and other fields, which require excellent physical property and coating property at very thin thickness. It is expected.

이상, 실시예를 들어 본원을 상세하게 설명하였으나, 본원은 상기 구현예 및 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본원의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, and may be modified in various forms, and within the technical spirit of the present application, common knowledge in the art. It is obvious that many variations are possible by the possessor.

Claims (6)

하기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물을 기판과 접촉시켜 원자층 증착법에 의하여 100℃ 내지 500℃ 의 증착 온도에서 상기 기판 상에 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막 또는 산화질화 실리콘 박막을 증착하는 것을 포함하는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법:
<화학식 1>
Figure pat00016

상기 화학식 1에서,
m=1 내지 4의 정수이고,
Figure pat00017
은 탄소수 3 내지 10의 싸이클릴 아민; 분자내 2중결합을 갖는 불포화싸이클릭 아민; 편재화(localized)되어 있는 싸이클릭 아민; 및, 산소, 황, 인 등을 1개 또는 그 이상을 포함하고 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택되거나, 아민 이외의 위치에 탄소수 1에서 4까지의 알킬기(alkyl), 퍼플루오르알킬기, 알킬아미노알킬기, 알콕시알킬기, 실릴알킬기, 알콕시실릴알킬기, 사이클로알킬기, 벤질기, 알릴기, 알킬실릴기, 알콕시실릴기, 알콕시알킬실릴기, 또는 아미노알킬실릴기가 치환되어 있는 싸이클릭 아민 중에서 선택됨.
Contacting an organic silicon compound defined by Formula 1 with a substrate and depositing a silicon oxide thin film, a silicon nitride thin film or a silicon oxynitride thin film on the substrate at a deposition temperature of 100 ° C. to 500 ° C. by atomic layer deposition. Thin film deposition using silicon precursor compound:
<Formula 1>
Figure pat00016

In Chemical Formula 1,
m = 1 to 4,
Figure pat00017
Silver cyclyl amine having 3 to 10 carbon atoms; Unsaturated cyclic amines having intramolecular double bonds; Cyclic amines that are localized; And a cyclic amine containing one or more of oxygen, sulfur, phosphorus and the like, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, perfluoroalkyl group, alkylaminoalkyl group, alkoxy at a position other than the amine. Selected from cyclic amines substituted with an alkyl group, silylalkyl group, alkoxysilylalkyl group, cycloalkyl group, benzyl group, allyl group, alkylsilyl group, alkoxysilyl group, alkoxyalkylsilyl group, or aminoalkylsilyl group.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물은 m=1 내지 4의 정수이고,
Figure pat00018
은 5~6각 고리를 형성하고 있는 피롤리딘, 피롤, 피페리딘, 및 모르폴린 중에서 선택되는 것인, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법.
The method according to claim 1,
The organosilicon compound defined by Chemical Formula 1 is an integer of m = 1 to 4,
Figure pat00018
Silver is a thin film deposition method using a silicon precursor compound that is selected from pyrrolidin, pyrrole, piperidine, and morpholine forming a 5-6 hexagonal ring.
청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물에서 m은 3의 정수이고,
Figure pat00019
은 5각 고리 화합물 피롤리딘인 하기 화학식 2로 표현되는 유기 실리콘 화합물인, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법:
<화학식 2>
Figure pat00020

The method according to claim 2,
In the organosilicon compound defined by Formula 1, m is an integer of 3,
Figure pat00019
A thin film deposition method using a silicon precursor compound, which is an organosilicon compound represented by the following Chemical Formula 2, wherein the silver pentacyclic compound is pyrrolidin:
<Formula 2>
Figure pat00020

청구항 2에 있어서,
상기 화학식 1로 정의되는 유기 실리콘 화합물에서 m은 2의 정수이고,
Figure pat00021
은 5각 고리 화합물 피롤리딘인 하기 화학식 3으로 표현되는 유기 실리콘 화합물인, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법:
<화학식 3>
Figure pat00022
The method according to claim 2,
In the organosilicon compound defined by Formula 1, m is an integer of 2,
Figure pat00021
A thin film deposition method using a silicon precursor compound, which is an organosilicon compound represented by the following Chemical Formula 3, which is a pentagonal ring compound pyrrolidine:
<Formula 3>
Figure pat00022
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1 로 정의되는 유기 실리콘 화합물의 기체와 수증기(H2O), 산소(O2), 질화산소 (NO, N2O, N2O2), 과산화수소수 (H2O2) 및 오존(O3)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 기체를 동시에 또는 교대로 기판과 접촉시켜 기판 위에 산화실리콘 또는 Hf-Si-O, Zr-Si-O, Ti-Si-O Hf-Al-Si-O, Zr-Al-Si-O, TiAlSiOx, Zr-Hf-Si-O, 및 Zr-Hf-Al-Si-O 중에서 선택되는 실리콘을 포함한 복합산화물 박막을 증착하는 것을 포함하는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법.
The method according to claim 1,
Gas and water vapor (H 2 O), oxygen (O 2 ), oxygen nitride (NO, N 2 O, N 2 O 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and ozone of the organosilicon compound defined by Chemical Formula 1 One or two or more mixture gases selected from (O 3 ) are brought into contact with the substrate simultaneously or alternately to form silicon oxide or Hf-Si-O, Zr-Si-O, Ti-Si-O Hf-Al-Si- on the substrate. A silicon precursor compound comprising depositing a composite oxide thin film comprising silicon selected from O, Zr-Al-Si-O, TiAlSiOx, Zr-Hf-Si-O, and Zr-Hf-Al-Si-O Thin film deposition method using.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1 로 정의되는 유기 실리콘 화합물의 기체와 암모니아와 하이드라진에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 기체를 동시에 또는 교대로 기판과 접촉시켜 기판 위에 질화실리콘 또는 Hf-Si-N Zr-Si-N, Ti-Si-N, Hf-Al-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N, Zr-Hf-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N 중에서 선택되는 실리콘을 포함한 복합질화물 박막을 증착하는 것을 포함하는, 실리콘 전구체 화합물을 이용한 박막 증착방법.
The method according to claim 1,
Silicon nitride or Hf-Si-N Zr-Si-N, Ti on the substrate by contacting the substrate of the organic silicon compound defined by Formula 1 with one or more mixture gases selected from ammonia and hydrazine simultaneously or alternately -Si-N, Hf-Al-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si-N, Zr-Hf-Si-N, Zr-Al-Si-N, Ti-Al-Si A thin film deposition method using a silicon precursor compound, comprising depositing a composite nitride thin film containing silicon selected from -N.
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