可降解的植入式器件是瞬态器件的一个重要分支,如何实现植入式器件在人体内长期稳定工作是未来植入式医疗器件的关键所在。因此,本文重点开展了植入式器件封装层的相关研究,初步研究了热生长Si O₂、Si₃N₄和硅纳米薄膜的抗离子穿通特性。使用转印工艺在玻璃衬底上完成了硅纳米膜的制备,并通过降解实验探索了其在PBS溶液和HBSS溶液中的降解规律,明确了材料降解的物理过程,构建了降解相关的物理模型。针对封装材料的抗离子穿通特性研究,本文建立了钠离子在封装层中输运的物理模型,并通过仿真论述了Si O₂、Si₃N₄和硅纳米膜封装层保护下器件的阈值电压偏移和时间的关系。仿真结果表明硅纳米膜可以有效阻挡钠离子穿通,封装层保护下器件失效时间由封装层完全降解时间决定。将硅纳米膜和降解速率更慢的热生长Si O₂组合可以大幅延长封装层失效时间。在确定使用硅纳米膜作为抗离子封装层基础上,使用转印工艺将SOI顶层硅转印到玻璃衬底上,制备厚度为200 nm的硅纳米膜阵列,并在PBS溶液和HBSS溶液中完成降解实验,得到其在70℃PBS溶液中的降解速率为91.5 nm/day,50℃PBS溶液中的降解速率为19.9 nm/day,降解反应活化能为0.73 e V,厚度变化和降解时间满足线性关系,结合降解速率和温度的关系求得硅纳米膜在37℃PBS溶液中的降解速率为7.4 nm/day。硅纳米膜在37℃HBSS溶液中表现出降解不均匀的特性,降解速率为59.9 nm/day,粗糙度随着降解时间增大而增大,厚度变化和降解时间满足线性关系。基于硅纳米膜降解速率可控的特点,本文通过在硅片上淀积Hf O₂等材料模拟双层封装结构。50℃和96℃PBS溶液中的加速降解实验表明双层封装结构可以有效阻挡底层硅纳米膜的降解,经过一段时间降解后,没有顶层封装保护的硅片发生明显降解,顶层材料仍然没有明显变化,顶层封装材料和硅片厚度差不断增大。实验发现顶层封装材料边缘处硅片降解速率更快且不易控制,所以改进后续的封装设计为整面封装。结合实验获得的硅纳米膜降解反应系数k和水分子扩散系数D以及文献中水分子在Hf O₂中的扩散系数,分析Hf O₂/Si双层封装结构的降解机理,结果表明氧化铪可以有效阻挡与硅纳米膜接触的水分子数,当单位时间内通过扩散运动穿过氧化铪的水分子数远远小于将单层硅纳米膜直接浸泡在PBS溶液中单位时间消耗的水分子数时,降解速率取决于单位时间从Hf O₂中穿过的水分子数和硅纳米膜自身的质量密度,封装层总厚度保持不变,Hf O₂和硅纳米膜厚度相同时双层封装结构失效时间最长。