非晶SiO2团簇与单晶硅基底微观接触的分子动力学模拟

摘要

通过分子动力学研究化学机械抛光过程中非晶SiO 2团簇与单晶硅的微观接触行为,采用Tersoff势函数模拟了SiO 2/Si之间的内部和表面交互作用。在考虑存在微观尺度黏着力及抛光垫的弹塑性变形的条件下,着重考察非晶SiO 2与单晶硅的微观接触与黏着分离过程。通过分析所得载荷-深度关系曲线,表明SiO 2团簇与单晶硅基体之间的微观接触中存在弹塑性变形。采用配位数(CN)和径向分布函数(RDF)分析单晶硅基底的相变过程,解释Si-I→Si-III→BCT5→Si-II的相变路径。进一步发现,微观接触中的相变区域随接触深度的增加而变大,但因非晶SiO 2中氧原子的影响使得相变区域的界限不清晰,且相变原子β-Si的数量占优。