被誉为“21世纪的硅集成电路技术”的SOI技术，由于其独特的结构特性而被广泛应用在低压、低功耗、射频、高温、抗辐照集成电路以及光电集成等微电子领域。随着SIMOX商品化生产的发展和深入，其质量控制和材料性能表征问题显得尤为重要。本论文从SIMOX生产实际问题出发，建立了针对氧化埋层上界面粗糙度无损椭偏光谱表征方法。首先建立自然氧化层—表层硅—粗糙度层—氧化埋层—半无限吸收衬底四层光学分层结构，分别用单晶二氧化硅、单晶硅、BEMA近似(Si_1-x（SiO₂）_x)、柯西多项式得到各层的折射率和消光系数，编程对实验测得的椭偏光谱进行拟合，得到最优的拟合参数即各层的厚度和过渡层的成分，以此得到过渡区的粗糙度。 SOI材料可成功的应用于微电子的大多数领域，但由于其SiO₂绝缘埋层的自热效应，使其在高温高功率器件中的应用受到局限。为解决此问题，本文提出采用热传导性能较好的ta-C取代SiO₂薄膜来解决。利用真空磁过滤弧沉积的方法在p-Si（100）衬底上沉积了ta-C薄膜。ta-C薄膜的成分可以用sp³和sp²键来表示，我们分别采用金刚石和石墨的光学参数通过BEMA近似得到ta-C薄膜的光学参数，然后对ta-C薄膜—半无限大硅衬底结构的椭偏光谱进行了拟合，表征了薄膜的sp³含量。薄膜厚度和sp³含量在椭偏光谱的拟合中为独立参数，结果可信。研究表明，较低的衬底偏压有助于形成电绝缘性能良好的ta-C薄膜，且薄膜的sp³键含量较高。 论文的最后部分研究了SOI基器件的射频特性。SOI技术能大大提高体效应因子，经过分析可以预测全耗尽SOI MOSFET具有更高的g_m／I_D比值、更小的栅电容和噪声、以及优良的亚阈值特性，因此可以认为FD SOI MOSFET具有良好的模拟特性，在射频集成电路应用具有良好的前景。通过研究传输线和螺旋电感的射频特性发现高阻SOI基具有损耗小、高Q因子的优势，能够满足射频电路单片集成的要求。