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SOI（Silicon On Insulator）是指绝缘材料上的硅。同体硅相比，它具有以下优点：降低功耗：最高可达80％；提高集成密度：～50％；减少工艺步骤：～30％；低驱动电压：可实现1V以下驱动；提高运行速度：在相同的驱动电压下，速度可提高20～35％；拓宽器件工作温度范围：-273—350℃，最高可达500℃；优异的抗辐照性能，减小软误差2～3倍；降低电路造价等。SOI技术实现了“摩尔”图上的跳跃，突破了体硅及其集成电路的限制，将逐步取代体硅成为CMOS等的主流技术，被国际上公认为是“二十一世纪的硅集成电路技术”。 本工作是在中科院知识创新工程项目的支持下，在冶金所原有的SIMOX制备技术的基础上开展的更深入的研究。本论文着重研究了SIMOX材料的质量表征技术和用PⅢ法制备SOI材料的新技术。 SIMOX技术的发展很大程度上依赖于表征技术的进步。本文用改进的Secco增强化学腐蚀法表征了不同工艺制备的SIMOX材料顶层硅的位错密度，并讨论了位错形成机理同工艺参数的关系。我们发现，位错密度与注入剂量和能量存在着明显的依赖关系。它存在一个剂量窗口，有一个优化的剂量使得可以得到较优的顶层硅质量。同样的道理，实验发现也存在一个优化的能量窗口，在一定的能量下才能得到良好的顶层硅质量的SOI材料。我们同时对这样的现象作了物理上的解释。实验中我们还发现了一些异常现象，我们认为这是堆垛层错的结果。 本文也用Cu-plating的方法表征了SIMOX材料埋层SiO2中的针孔密度，并讨论了针孔密度同工艺参数的关系。我们发现针孔密度同注入剂量也存在依赖关系，存在一个优化的剂量使得能得到较好埋层质量的SOI材料。相对而言，能量对针孔密度的影响不是很明显。从实验我们也看到，退火过程对针孔密度也有重要影响。文中对提高埋层质量的途径进行了分析。 本文也对PⅢ法制备SOI材料的新技术做了探索性的研究。主要侧重与研究PⅢ法的物理模型，以及用于制备SOI材料的可行性。文中建立了一个有关 摘要于模拟Pill注入均匀性的物理模型，这个模型可用于模拟硅平面上的均匀性，通过对它的模拟，得到了相关性的结论。另外还对不同的负偏压、不同的脉冲条件下的Pill注入做了实验研究，对各种影响因素进行了讨论，可以看到Pill法用于Smart－cut的注氢剥离是可行的。