硅-硅直接键合界面上SiO_2的非稳定性

摘要

对硅一硅直接健合界面上的SiO2进行了研究。借助高真空的AES和高分辨率的SEM显微分析观察到界面上的SiO2化学组成为非化学计量比的SiO1.5，以类球形小岛状均匀分布于键合界面上，平均半径远大于界面自然氧化层。对界面SiO2的理论分析表明，为了降低界面自由能，界面SiO2必然最大限度地减少其表面积，从而以类球形小岛分布于界面上，其平均半径至少大于自然氧化层的1.5倍。假定平衡界面因子为12时，同时考虑氧扩散引起的SiO2融解和界面自由能减小引起的成核长大效应，理论计算与实验结果相吻合。