硅作为许多半导体元器件的材料之一,如光电探测器、半导体激光器、光电池等,被广泛应用于成像领域、信息通讯和新能源领域。随着器件微型化、低成本和高性能等应用需求的发展,对超薄硅片的制备工艺需求越来越高。但是超薄硅片加工过程中,硅片对机械应力和振动会随着厚度的减薄而敏感,其结构稳定性将大大降低。由于硅片自身重力、表面应用和强压力等原因,可能发生弯曲甚至断裂,进而出现破碎、裂纹、表面粗糙等问题,现有的减薄工艺渐渐无法满足器件制备的需求和发展。如何实现超薄硅片的制备和加工,成为了半导体领域研究的重点问题。本论文针对如何制备超薄硅片,以及超薄硅片的光电性质进行了深入研究。首先,本论文研究了超薄硅片的制备工艺。采用胶粘键合工艺和化学机械研磨抛光工艺相结合的方法,从减薄工艺、压力、转速等条件进行优化,分析压力和减薄工艺对硅片表面精度的影响。实验结果表明使用粘性更好和硬度更高的粘合剂,可提高硅片可承受加工的机械性能,保证减薄后超薄硅片的总厚度偏差。在抛光阶段采用机械作用和化学作用相结合的方法,同时适当提高样片所受压力,可提高减薄效率和降低超薄硅片的表面粗糙度。最终,制备出厚度10μm左右且表面平整度高的超薄硅片。其次,本论文研究了不同厚度硅片在不同器件中的光学特性。对超薄硅基太阳能电池光学特性进行模拟研究,通过引入ITO减反层和银阴极,10-50μm超薄硅片的光吸收特性在太阳光波段较好,而本论文关于超薄硅片的制备可以实现此厚度范围的硅片,特别是10-30μm薄膜的制备对降低光伏器件成本具有重要意义。对背照式CMOS中电子倍增层的光学特性进行模拟研究,结果表明10μm厚的硅片在可见光波段的光吸收特性和较厚的硅片较为一致,但在近红外波段光吸收性能较差,进而超薄硅片应用于背照式芯片在可见光波段具有较好的成像效果。同时模拟分析了表面单层Si O2和双层Si O2/Si3N4的引入对硅薄膜（电子倍增层）光学特性的影响,结果表明在10-100μm的硅片表层覆盖200 nm Si O2膜层,可使器件的光吸收率增加15%,而进一步引入150 nm Si3N4薄膜可使光吸收进一步增强14%。最后,论文研究了超薄硅片的电学性质,即其在电子轰击型成像器件中作为电子倍增层时的电子增益特性。结果表明:随着入射能量增大,电子倍增层的增益也随之增大,实验结果和模拟结果趋势相符,即超薄结构的硅片具有更好的电子增益特性。总之,超薄硅片可以应用于光伏器件、背照式CMOS、电子轰击CMOS以及其他光电器件,其制备工艺对器件制备具有重要的理论价值和指导意义。