Abstract
The chemical and mechanical characteristics of a new surface modifier, dichlorodimethysilane (DDMS, $(CH_3)_3SiCl_2$), for stiction-free polysilicon surfaces are reported. The main strategy is to replace the conventional monoalkyltrichlorosilane(MTS, $RSiCl_3$) such as octadecyltrichlorosilane (ODTS) or 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) with dialkyldichlorosilane (DDS, $R_2SiCl_2$) with twit short chains, especially DDMS. DDMS, with shorter chains in aprotic media, rapidly deposits on the chemically oxidized polysilicon surface at room temperature and successfully prevents long cantilevers of 3 mm in length from in-use as well as release stiction. DDMS-modified polysilicon surfaces exhibit satisfactory hydrophobicity, long term stability and thermal stability, which are comparable to those of FDTS. DDMS as an alternative to FDTS and ODTS provides a few valuable advantages; ease in handling and long-term storage in solution, low temperature-dependence and low cost. In addition to the new modifier molecule, the simplified process of direct release right after washing the modified surface with isooctane was proposed to cut the processing time.
본 논문에서는 부착현상에서 자유로운 다결정실리콘의 표면을 만들기 위하여 새롭게 표면개질 물질로 사용한 dichlorodimethysilane (DDMS, $(CH_3)_2SiCl_2$)에 대하여 화학적, 기계적 특성에 대해 조사하였다. 주된 전략은 기존의 octadecyltrichlorosilane (ODTS)이나 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) 같은 monoalkyltrichlorosilane (MTS, $RSiCl_3$) 계열의 물질을 dialkyldichlorosilane (DDS, $R_SiCl_2$)와 같은 두 개의 짧은 고리를 가진 물질로 대체하는 것이다. DDMS는 짧은 두 개의 고리를 가지고 있어서 다결정실리콘 표면에 빨리 코팅된다. 3 mm까지의 긴 외팔보에 코팅을 한 경우, 희생층 제거시 부착현상 뿐만 아니라 사용중 부착현상도 방지할 수 있었다. DDMS 코팅된 다결정실리콘의 표면은 ODTS 나 FDTS 코팅된 표면보다 더 만족스러운 소수성과 지속적인 안정성과 열적 안정성을 가지고 있었다. 또한 DDMS 코팅은 더 쉽게 사용할 수 있고 장기간 용기에 저장할 수 있으며 온도의 의존성이 낮으며, 가격도 상대적으로 낮은 특징을 가지고 있다. 이 새로운 표면개질 물질을 사용하면 기존에 비해 구조물을 아이소옥탄으로 세척 후 곧바로 건조하는 간단한 공정을 가지고 있어서 공정시간을 줄일 수 있다.
