绝缘层上的硅（SOI）技术以其独特的结构在低压、低功耗电路，高温、抗辐照器件以及集成光电子器件方面有着广泛的应用，被誉为“21世纪的硅集成电路技术”。本论文围绕这一微电子领域发展的前沿课题，根据国家自然科学基金和上海市青年科技启明星项目的需要，主要进行了以下三个方面的研究：一、以氢、氦离子注入引起的纳米空腔吸除体硅和SOI材料中的Cu杂质；二、针对高压器件、MEMS等的需要制备了厚埋层的Smart-cut SOI材料；三、研究了以氢、氧离子共注入制备SOI材料的新方法，获得了如下的主要结果： 纳米空腔吸杂方面：研究了氢、氦离子注入与退火形成纳米空腔的机制，摸索了气泡和纳米空腔形成的条件，对中等剂量的氢离子注入，430℃以上退火将确保气泡及空腔的形成，更高的退火温度有助于消除氢离子注入所产生的缺陷；将氦离子注入形成的纳米空腔分别引入到SIMOXSOI材料和Smart-cut SOI材料的氧化埋层下面，证明了尽管存在氧化埋层，纳米空腔仍然能够有效吸除顶层硅中的Cu杂质，对两者吸附效率都超过了80％。SIMOX材料的埋层界面对Cu有一定的吸杂作用，但吸杂效率较低且高温下吸杂不稳定，而Smart-cut SOI的埋层界面比SIMOX SOI更为完美，纳米空腔层的吸杂效果更为明显；首次在同一硅衬底中引入了空腔层和Al金属沉淀层两个吸杂位置，对比研究了两种不同吸杂手段对Cu杂质的吸除效果。在退火温度不高于1000℃时，Al沉淀在吸杂中占据主导地位，在更高的温度下，纳米空腔吸附的杂质量显著上升。纳米空腔对Cu杂质的吸附有着更好的稳定性，吸杂位置稳定、易控制：而Al沉淀层在不同退火温度下分布曲线有很大的差异。 厘埋层SOI材料制备方面：在国内首次成功制备了厚埋层的Smart-cutSOI材料，各项分析测试表明，厚埋层SOI材料的顶层硅厚度均匀，单晶质量优良；顶层Si／SiO₂、SiO₂／Si衬底界面青晰、陡直；材料的电学性能星潭里濒士址丈一一一一一一^一一一一一—一一蒲妻优异。并在此基础上分析了Smart一cut 501材料中应变产生的机制，讨论认为氧化埋层厚度的增加使得顶层硅中应力及应力梯度增大，从而引起材料电学性能的变化，为了减少应变，可在不改变埋层厚度的前提下适当加大顶层硅的厚度。 氢、氧.井注入制备501材料方面:研究了氢、氧共注入制备501材料的新技术。氢注入后退火所形成的空腔、空位等缺陷对离子注入的氧产生强吸附作用，为氧化埋层提供了聚合中心;空位（腔）层在较低的温度下已开始吸附注入的氧，将有可能显著降低常规SIMOX工艺中的退火温度;空位（腔）层能吸附氧离子注入产生的间阱，原子，从而降低下界面处的缺陷密度;吸附、沉积在纳米空腔壁上的氧，抑制了空腔的迁移与聚合，从而防止过大的空腔形成，有利于氧化埋层的形成:在氧离子、氢离子先后注入的情况下，相同剂量但不同能量注入的氢离子很多为氧注入的缺陷所捕获，在高温退火后对富氧埋层的分布所起的影响差别不大;退火时，氢注入引起的空位和氢的共同作用将有限加逗氧的扩散速率，增加了氧的内扩散和外扩散，形成了一个分布更广的富氧区域;氧离子注入后注入剂量较大的氢离子将不利于连续的氧化埋层的形成。