在硅-硅键合过程中，为了使两抛光硅片在室温下良好地贴合在一起，先要对硅片进行表面亲水处理，使表面吸附OH集团，两硅片相接触产生氢键而互相吸引。表面处理使硅片的表面形成了一层氧化层。另外，在高温退火的过程中，界面上的羟基（－OH）发生聚合反应生成SiO2，Si－OH+OH－Si→Si－O－Si+H2O。因此键合硅片界面有氧化层存在。K.Y.Ahn分别用间隙氧扩散理论、球型化理论和晶向角度的取向误差理论深入地研究了氧化层的稳定性，认为在典型的退火条件下，界面氧化层厚度恒定[9]。实验也证明，在600-1200℃的退火温度范围内，氧化层厚度稳定 。通过高分辨率的透射电子显微镜（TEM），可以清晰观察到界面氧化层的存在。
研究发现，界面氧化层中，Si和O的比例并不是按照化学计量比的1:2，而是非化学计量比的SiOw。同时，研究发现界面氧化层SiOw特性与Si和SiO2的比例密切相关，所以可以把界面氧化层看作是由Si和SiO2均匀混合组成的混合物模型来研究界面氧化层的特性。即：
本模型可以用来研究杂质在界面氧化层中的扩散系数和分凝系数。不考虑杂质扩散引起的自建电场的“场助效应”，杂质在界面氧化层中的扩散系数D(w)为：
其中，K为玻耳兹曼常数；ΔE(w)是杂质在界面氧化层中的激活能。根据界面氧化层模型（3.5），激活能可以表示为：
其中ΔE(0)、ΔE(2)分别是杂质在硅和SiO2中的激活能。又由于杂质在Si和SiO2中的扩散系数D(0)和D(2)的关系：
所以说杂质在界面氧化层中的扩散系数D(w)随w负指数变化，即：
其中：
。 杂质在Si/SiO2界面的分凝系数m为杂质在Si和SiO2中的平衡浓度Ci(Si) 和Ci(SiO2)之比，即：
定义杂质在硅和界面氧化物中的平衡浓度比为杂质在Si/SiOw界面的分凝系数m(w)，根据界面氧化物模型（3.5）可以得出：
其中v(0)和v(2)分别是Si和SiO2分子体积。
