일반기술

란타늄 착체 및 이를 이용한 비엘티 박막의 제조 방법

이제까지 BLT 박막 제조에 사용된 금속의 전구체들 중 대표적인 Ti 전구체인 Ti(i-OPr)4 (i-OPr = 이소프로폭시드)는 습기에 매우 민감하여 가수분해나 수화반응이 쉽게 일어나고, 대표적인 La 전구체인 La(tmhd)3 (tmhd = 테트라메틸헵탄디오네이트)는 용해도가 낮아 직접 액체 주입법에의 적용이 불가능하였다.본 기술은 La 착체 및 이를 이용한 BLT(Bi4-xLaxTi3O12(0<x<4)) 박막의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 용해도가 높고 증착 효율이 우수한 La 착체, 및 상기 La 착체를 비롯하여 적합한 Bi 및 Ti 전구체를 사용함으로써 BLT 박막을 온화한 조건 하에서 제조할 수 있는 유기금속 화학증착법(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition)에 관한 것이다.본 기술에 따르면, 전구체들을 직접 액체 주입법(DLI, direct liquid injection) 또는 버블링(bubbling) 운송법에 의해 기화 및 운송하여 250 내지 450℃의 저온에서 기판 상에 BLT 박막을 증착시킬 수 있다.직접 액체 주입법(DLI)을 사용하는 경우, 본 기술은, 각각의 금속 전구체들을 용매에 녹여 전구체 용액을 제조한 다음, 이 용액을 적절한 유속으로 기화기로 주입하여 100 내지 300℃에서 기화시킨다. 전구체 용액의 제조에는 n-부틸아세테이트, 헵탄, 옥탄 및 테트라히드로푸란(THF) 등의 유기용매를 사용할 수 있으며, 2 내지 3 성분을 함께 포함하는 혼합용액으로 제조하거나 또는 전구체 간의 상호반응을 방지하기 위해 별개의 용액으로 제조할 수 있다. 용액의 주입에는 용액의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있는 컨트롤러(controller)(예: 유량 측정기(LFM, liquid flow meter), 시린지 펌프(syringe pump))를 이용할 수 있다.전구체를 용기(버블러)에 넣고 용기를 가열하여 전구체를 반응기로 주입하는 버블링 운송법을 사용하는 경우, 본 발명은, 전구체를 담은 용기의 온도를 상온 내지 200℃로 유지하면서 비활성 운반가스(예: Ar, N2)를 전구체에 통과시켜 전구체를 포함하는 기체를 반응기로 운송한다. 필요에 따라, 운반가스를 사용하지 않고 전구체 자체의 증기압을 이용하여 반응기로 운송할 수도 있다.결정성을 얻기 위해, 증착된 박막을 600 내지 800℃에서 열처리할 수 있다. 또한, 기판으로는 통상적인 것을 사용할 수 있는데, 구체적인 예로는 실리콘, Pt, Ir, Ru, IrO2 및 RuO2 등을 들 수 있다.