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微转移打印 (µ TP) 是一种很有前途的技术，可用于将 III-V 材料异质集成到基于 Si 的光子平台中。为了通过增加 III-V 材料和 Si 或 SiO 2 表面之间的粘附性来提高打印产量，通常使用像苯并环丁烯这样的粘附促进剂作为中间层。在这项工作中，我们展示了在没有任何粘合剂中间层的 SiO 2 中间层上基于 InP 的试样的 µ TP，并研究了无粘合剂键合的机理。源试样是基于 InP 的试样堆栈，位于牺牲层上，该牺牲层通过使用 FeCl 3 的化学湿法蚀刻去除。对于目标，我们在 8 英寸晶圆上制造了非晶硅波导，并用高密度等离子 SiO 2 封装，并通过化学机械抛光程序进行平坦化。我们使用 O 2 等离子体激活源和目标，以增加试样和基板之间的粘附性。为了更好地理解键合机理，我们应用了几种表面表征方法。利用原子力显微镜测量了等离子体激活前后 InP 和 SiO 2 的均方根粗糙度。利用光学台阶仪估算目标晶圆上微转移印刷源试样的台阶高度。利用 InP 的拉曼峰位置映射来分析等离子体激活前后 SiO 2 上可能的应变和接触角测量值，以观察表面亲水性的变化。利用 X 射线光电子能谱分析来表征 InP 源的 P2p、In3d、O1s 以及 SiO 2 目标的 Si2p、O1s 的表面能态。我们的结果表明，无需应变补偿层，就可以通过 µ TP 直接键合 InP 试样。这样，为使用 µ TP 进行 InP 异质集成提供了一种与互补金属氧化物半导体兼容的有希望的途径。
固体薄膜 799 (2024) 140399
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