SOI(Silicon On Insulator，绝缘层上硅)硅片用于制造集成电路具有高速、低功耗、集成度高等优势。SIMOX(Separate by Implant Oxygen，注氧隔离)技术可以制备高质量的SOI硅片。但是，利用这种技术制备的SOI硅片顶层硅厚度较薄(一般在50～300nm)，一定程度上限制了SOI硅片的应用。将外延工艺与SIMOX技术相结合，制备所谓的Epi-SOI硅片(Epitaxial Silicon on Insulator wafer，SOI外延片)，可以很好的解决上述问题。本论文以SOl硅片为衬底，通过APCVD(Ambient Pressure Chemical Vapor Deposition，常压化学气相沉积)技术生长了50μm厚的单晶硅外延层。通过择优腐蚀技术研究了外延层中的缺陷，以及后续高温热处理对外延层缺陷的影响。此外，还研究了高温热处理过程时SOI衬底埋氧层中氧的扩散。本论文得到了以下主要结果：1)利用择优腐蚀技术对Epi-SOI硅片外延层中缺陷的显示结果表明，外延层中的缺陷为位错，它们的形态为单根穿通位错(punch through dislocations)和位错对(dislocation pairs)。这些位错的来源主要是SOI顶层硅中原生的位错及位错对。2) Epi-SOI外延层中的位错密度受SOI衬底影响较大。实验发现，在顶层硅厚度分别为150nm及200nm的两种SOI衬底上生长的外延层，其位错密度相差一个数量级。顶层硅厚度越大，外延层中位错密度越小。在SOI制备过程中，顶层硅中会产生大量的应力，这些应力会促进位错的形成，当顶层硅厚度较厚时，可以抑制这种位错促进作用。3)后续高温热处理过程，可以降低外延层中的位错密度。将Epi-SOI硅片经过不同温度(900～1200℃)的热处理后择优腐蚀，发现位错密度有不同程度的降低。初步认为，高温热处理过程中，外延层中的位错会发生运动，在硅片边缘及外延层与衬底界面处湮灭，同时伯氏矢量相反的位错相遇时会发生湮灭。4) Epi-SOI硅片经过高温热处理后，SOI衬底埋氧层中的氧会发生外扩散。900～1100℃温度范围内，氧的外扩散随温度升高而增强；当温度超过1100℃时，外扩散程度减弱，这是由于较高温度下，富硅的埋氧层将成为氧的吸杂源，使外延层中部分氧发生内扩散。