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被誉为“21世纪的硅集成电路技术”的SOI技术，由于SOI独特的结构特性，而被广泛的应用在低压、低功耗电路、高温器件、抗辐照器件以及光电子集成器件等微电子领域。SIMOX作为SOI技术的两种主流技术之一，已经进入了商品化阶段。SIMOX的商品化标志着SOI技术已经进入了实际应用阶段。随着SIMOX商品化的发展和深入，其质量控制问题和材料性能表征问题就显得尤为重要。本论文针对SIMOX实际生产过程中出现的质量控制问题和材料性能表征问题，从解决生产实际问题的目的出发，对原始注入的SIMOX红外光学特征、SIMOX的电学性能和SIMOX的Top Si层的电荷输运现象进行了系统的研究；并且根据SIMOX材料的特性，在对SIMOX的Top Si层／BOX的界面形貌和埋层（BOX）的漏电通道表征方面进行了大胆的创新性尝试，首次把导电原子力显微镜（C-AFM）方法引入到了SOI表征领域。 本论文针对椭偏（SE）方法在SIMOX质量控制过程中出现的信息获得滞后性问题展开了研究。采用透射电镜（TEM）、卢瑟福背散射能谱（RBS）和红外反射谱（IR）等分析手段对原始注入的SIMOX结构和性能进行了分析，根据原始注入的SIMOX材料的结构性质，结合多层介质膜光学理论，我们建立了原始注入的SIMOX光学理论模型。研究发现，波数范围为2000-5500cm-1红外反射谱对原始注入的SIMOX的注入剂量反应非常敏感，即使注入剂量的微小变化也会使红外反射率上产生很大的变化。通过红外反射谱与注入剂量这种关系，可以准确的确定原始注入的SIMOX实际注入剂量与设定注入剂量产生的偏差。研究表明，对原始注入的SIMOX的红外反射谱的表征方法是一种准确的确定注入剂量的方法，解决了椭偏方法对剂量控制的滞后性的矛盾，是一种有效的控制SIMOX的BOX均匀性与注入剂量的质量控制方法。 针对SOI材料结构的特殊性，采用SIS结构电容模型和MOSOS结构电容模型对SIMOX的电学性能进行了表征。采用SIS电容模型，可以对腐蚀掉表面热氧化层的SIMOX样品进行电学性能测试，通过引入电荷耦合系数的方法把SIS电容简化成类似于MOS电容结构的等效电路。利用以栅压为变量的表面势的表达式可以得到全面的SIMOX的掺杂浓度、埋氧层厚度、固定氧化电荷和界面缺 摘要....贝.口....脚口班鱼鱼陷等电学参数。通过MOSOS电容模型可以直接对没有腐蚀掉表面热氧化层的SIMOX样品进行电学性能测试。利用MOSOS电容模型，一样可以得到全面的SIM0x的掺杂浓度、氧化层厚度、固定氧化电荷和界面缺陷等电学参数。研究表明，通过515电容模型得到SIM0x的电学参数最为理想，与实际的数值更为接近。而通过MOSOS电容模型可以得到515电容模型得不到一些信息，一样具有重要的参考价值。可以通过对MOSOS电容模型得到的S工MOX的电学参数结果分析不同的因素对SIMOX电学性能的影响。两种方法相互补充，在SIMOX电学性能测试上都具有重要的实用意义。 针对由于高剂量、高能量、大束流的氧离子注入产生的结构缺陷以及其他工艺步骤所产生的沾污会在SIMOX的T叩Si层引入能级缺陷的问题，采用变温霍耳效应（Hal 1 Effect）和深能级瞬态潜DLTS（Deep一Level TransientSpectoseopy）等研究手段，对S工MOX的Top 51层的电荷输运现象进行了系统的研究。通过变温霍耳实验发现，在S工Mox样品的topsi层存在2.68 xlo一Zev的浅能级。研究发现，在低温状态下，载流子在77一15OK之间为弱电离，随温度升高超过150K后基本完全电离。载流子浓度表现为随温度升高而升高，进入电离阶段后，载流子浓度变化不大。载流子迁移率表现为随温度升高而降低。实验证明，虽然由于离子注入的原因在topsi层引入了氧施主，可是由于高温退火的原因，氧施主很少，t叩Si层表现出的电学性能基本与体硅相同。通过深能级瞬态谱发现在toPSi层存在位于E，=E，十0.22eV的深能级，深能级杂质浓度为1.42 x 10，‘em一3，俘获截面为2.5 X 10一，6 em，。深能级的来源还不能完全确定。可能是由于T叩Si层有重金属沾污的存在而引入的深能级缺陷，或者是由于在T叩Si层有结构缺陷的存在造成的。 针对S工Mox生产的实际情况，首次把导电原子力显微镜（Conducting AtomiCForee MICroscopy）作为一种表征手段引入到SxMOx 501的表征领域。采用导电原子力显微镜C一AFM方法，可以同时获得S工Mox的T叩51/BOX界面的纳米级的表面形貌和埋层（BOX）的漏电情况。导电原子力显微镜（C一AFM）实验结果显示，在实验室内制备的SIMOX样品的ToP 51/BOX界面光滑，在埋层内的硅岛和埋层（BOx）/衬底硅（Subsi）下界面的起伏。研究表明，导电原子力显微镜（C一AFM）是一种有效快捷的表征顶层硅ToP 51/Box界面的表面形貌和埋层摘要旦里里里口里口口里里目口口旦口口 （BOX）漏电通道的方法。通过导电原子力显微镜（C一AFM）不但可以得到ToP51/BOX界面纳米级的表面形貌，而且通过对导电原子力显微镜（C一AFM）获得的电流图的和卜V曲线的分析分析，可以定性的了解埋层内的硅岛的密度、硅岛的分布以及BOX/Subsi下界面的状态的信息。通过这些信息可以更加准确快捷的获得S工MOX 501的BOX的