The self-assembled monolayer coating of octadecyltrichlorosilane (OTS) on the silicon based MEMS was investigated and surface characteristics were considered as a function of coating conditions and reagent composition. The sulfuric peroxide mixture (SPM) solution was used to form -OH group which caused the hydrophilic characteristic on silicon surface. Highest hydrophilicity was obtained by SPM solution with 85% acid content at room temperature. OTS was applied on the silicon surface by means of self-assembled monolayers (SAMs) coating. It was found that sol-gel reaction was took place between -OH group on the silicon surface and -Cl group in OTS. As a result, the contact angle increased due to the increase of hydrophobicity by Si-O bonding of SAMs. Sol-gel reaction could be controlled by coating conditions as well as reagent composition in OTS coating solution.

미세전자기계 시스템에 사용되는 실리콘 기판의 표면 특성 조절을 위하여 옥타데실트리클로로실란(OTS)을 실리콘에 자기조립 단분자층(SAMs)으로 형성시켜, 코팅 조건 및 코팅 용액 조성에 따른 표면 특성 변화를 살펴보았다. OTS와의 솔-젤 반응을 위하여 실리콘 표면을 sulfuric peroxide mixture (SPM) 용액으로 처리한 결과, 실리콘 표면에 -OH기가 형성되어 친수성이 증가됨을 알 수 있었으며 상온에서 황산의 비가 85%인 SPM 용액에서 솔-젤 반응을 위한 최적의 산화막이 형성됨을 알 수 있었다. SPM 처리에 의하여 발현된 실리콘 표면의 -OH기는 솔-젤 반응에 의하여 OTS의 -Cl기와 반응하여 Si-O 화학결합을 형성하며 이에 따라 표면은 소수성으로 변화됨을 확인할 수 있었다. 이 때 코팅 온도 및 시간 그리고 용액의 조성은 솔-젤 반응에 영향을 미쳐 SAMs 표면의 소수성을 조절하는 인자로 작용하였다.

Keywords: octadecyltrichlorosilane; MEMS; silicon substrates; contact angle; hydrophilicity; hydrophobicity