什么是自组装单层，自组装单层涂层简介

自组装单层（SAM）涂层已成为有源电子器件中表面改性的令人兴奋的途径。在这些单层化学物质之一中构建反应性和官能团的能力允许许多不同的变化：改变反应性基团允许用户将少数组中的一个键合到待处理的装置，而不同的官能团。完全改变表面的性质。

什么是自组装单层？

顾名思义，这种处理沉积了单个分子层功能性材料。多年来已经开发出用于该领域的各种化学品的开发。最近对这些涂层的关注已经成为产生疏水表面以延长器件寿命的手段。这已经引起了对开发微机电系统（MEMS）的群体的兴趣，特别是那些使用传感器（加速度计和陀螺仪）和麦克风的群体，其中典型的设备环境充满了来自环境的污染。

单层有两个部分：反应性和官能团，或头部和尾部。反应性基团是在修饰下与表面反应形成表面和单层之间的物理键的反应性基团，而官能团是执行所需功能的末端。两种最普遍的反应性基团是硫醇和氯硅烷。在单层沉积在金表面上的地方使用硫醇。该集团依赖于黄金和硫磺之间的紧密联系。氯硅烷由氯包围的硅原子组成，通常在三氯硅烷形成中。这适用于表面为硅或二氧化硅（SiO 2 ）且依赖于硅与氧键的单层附着力。

官能团可以是分为三类：疏水性或抗粘连性，亲水性，生物相容性或生物活性。

疏水性或抗粘连性涂层用于使设备表面拒绝构建表面上的水。由于它们起作用的环境，这最常应用于加速度计，麦克风和陀螺仪。这可以保护环境中的水分积聚，使两个表面永久粘附在一起。

亲水涂层试图通过寻求与液体结合来抵抗另一条路面的静摩擦。通过这样做，可以在设备上的大面积上拉伸单个液滴。当发生这种情况时，不再有液体聚集在表面上，因此无法形成多余的液体。

生物相容性或生物活性涂层在医疗器械和实验室中发现了许多用途芯片市场，其中设备可用于分析许多生物材料。常见的例子是糖尿病患者的血糖分析测试和针对疾病的药物的DNA特异性涂层。

沉积方法

目前，有两种主要的沉积方法：浸没和气相沉积。

浸没技术只需要将待处理的表面浸没在单层溶液中并放置24-48小时。这为涂层提供了足够的时间与表面结合并成为完全有组织的单层。该方法的设备成本相对较低，但对于化学品的寿命来说可能是麻烦的。由于与环境湿气的反应，如果单层溶液在粘合到表面之前发生反应，它会聚合并变干。必须小心将化学品储存在干燥的环境中。

气相沉积技术现在变得令人感兴趣，因为可以将涂覆方法结合到标准制造工艺流程中。沉积在真空条件下进行，消除了化学品早期聚合的风险，并且将完全有组织的单层膜所需的沉积时间从最多48小时急剧减少到几分钟。除此之外，现在存在这样的系统，其中电子设备的蚀刻和释放以及这些设备的后续涂层可以在单个系统中发生而不会破坏真空，确保用于保护敏感设备的最佳手段。

发布的MEMS器件示例

在这些新型真空系统中减少沉积时间已经引起人们对真空系统的兴趣以及它们沉积能力的能力不同用户需要的各种胶片，并为未来的设计师提供了一个非常强大的下一代设备系统。

为什么要使用SAM涂层？

SAM涂层最终为设计人员和制造商提供了一种能够通过减少额外制造和工艺步骤的方法来修改其器件的能力。已经开发了在粘滞失效的情况下的解决方案，其中装置具有插入到工艺流程中的额外步骤以使装置的表面粗糙化并减少暴露的表面积以抑制水分形成。该方法需要许多额外的步骤，从层沉积到层图案化，以仅将待处理的区域暴露于该过程。这可能会导致额外增加5到10个步骤。这些步骤中的一些还可以包括一些组可能希望完全避免的漂洗和临界点干燥（CPD）方法。这减慢了开发时间，并不是所有器件的可行解决方案，特别是在Bio-MEMS器件的情况下。

发布具有抗粘连涂层的RF MEMS器件

在Bio-MEMS中，实验室可用的方法有限片上（LOC）小组希望制作手持式生物分析设备。 SAM涂层的开发迅速增加了这些新设备的产生，其中由于能够满足特定涂层的能力，其他方法不适用。在同一装置上放置不同涂层的能力也允许在早期阶段开发多测试系统。小组现在致力于药物测试装置，其中可以使用针对特定化学品定制的SAM涂层从单个分析样品进行多个测试。还使用SAM涂层开发了新的癌症治疗方法，其中应用于药物的涂层被开发成仅针对特定类型的细胞以通过将治疗针对需要的地方而不是整体治疗来减少患者的疾病。作为在对抗癌症时蹂躏人体的化学疗法。