일반기술

금속 알콕사이드 화합물과 그 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 신규한 금속 알콕사이드 화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바륨, 스트론튬 또는 티타늄을 포함하는 산화물 박막을 제조하는 데 바륨, 스트론튬 및 티타늄 선구 물질로서 유용한 바륨, 스트론튬 또는 티타늄 알콕사이드 화합물과 그 제조 방법에 관한 것이다.*배경박막 제작 기술 중 금속 유기물 화학 증착법 (metal organic chemical vapor deposition: MOCVD)은 이산화티타늄 (TiO2) 박막, 티탄산바륨스트론튬 (barium strontium titanate: BST) 박막 또는 티타늄을 포함하는 기타 복합 산화물 박막을 제조하는 데 사용되고 있다. 이 기술은 1960년대 마나세빗 (Manasevit)의 선구적 연구로 시작된 이래, 1980년대 반도체 공정의 선택 과정에서 분자살 적층 성장법 (molecular beam epitaxy: MBE)과의 경합에서 주공정으로 채택될 정도로 유용한 방법이다. 이 공정을 다른 공정과 비교하면 장치가 간단하고 층 덮임성이 타 기법에 비해 월등하며 성분 조절이 쉽고 대량 생산으로의 전환에 무리가 없다는 장점이 있다.MOCVD를 이용한 박막 제작을 위해서는 이 공정에 사용되는 선구 물질의 개발과 특성의 이해가 필수적이다. MOCVD용 선구 물질은 200 ℃ 이하에서 충분한 증기압을 가져야 하고, 기화시키기 위해 가열하는 동안 열적으로 충분히 안정해야 하며, 350-500 ℃의 기질 온도에서 유기 물질 등의 분해 없이 신속히 분해되어야 하며, 저장하는 동안에 공기 및 습기에 충분히 안정해야 한다. 그리고 그 자체에 또는 분해 생성 물질에 독성이 없거나 적어야 하며 합성법이 간단하며 원재료의 단가가 낮아야 함을 부수적인 요건으로 한다.*종래기술MOCVD용 바륨과 스트론튬 산화물의 선구 물질로는 베타디케톤과 알코올 리간드를 가진 화합물이 주로 보고되고 있다. 높은 휘발성을 가지며 열, 수분 및 산소에 안정한 선구 물질을 만들기 위해서는 분자 간의 정전기적 결합력을 상쇄시키는 것이 중요하다. 한편 바륨과 스트론튬 금속의 특성을 살펴보면 금속의 원자 반경이 크기 때문에 리간드와 착물을 형성하는 데 있어서 작은 크기의 금속에 비해 배위적으로 불포화되어 소중합체 또는 고중합체의 화합물이 형성되며 이들은 유기 용매에 잘 녹지 않으며 비휘발성을 띤다. 금속 크기에 대한 전하의 비율이 작아 더욱더 이온화되어 루이스 염기에 대한 약한 첨가 생성물을 형성하고 따라서 반응 속도에서 치환이 쉽거나 해리될 가능성이 크다.*특징 및 장점1)수분에 덜 민감하고 보관상 유리함.2)보다 양질의 산화막을 얻을 수 있어야 하는 MOCVD용 선구 물질로서 손색이 없음. 3)동일한 알콕사이드 리간드를 써서 티타늄, 바륨 및 스트론튬의 선구 물질이 합성되기 때문에 이 화합물들은 BST 박막을 비롯한 티타늄 산화물을 포함하는 산화물 박막 제조용 선구 물질로서 유용.4)THF 등 일반 용매에 대해 큰 용해도를 가지므로 용액상에서 박막을 제조하는 방법인 금속 유기물 침착법 (metal organic deposition: MOD)의 원료로 아주 유용할 것으로 기대.