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SOI技术随着低压、低功耗电路的发展也得到了非常大的发展，并被誉为“21世纪的硅集成电路技术”。本论文的主要研究工作集中在三个方面：第一，在Smart-Cut SOI材料的制备过程中的离子注入产生的物理效应；第二，利用新技术制备了Smart-Cut SOI材料；第三，以SOI材料为基础设计了悬臂梁式高G加速度传感器。 系统研究了注氢单晶硅样品中由于离子注入产生的缺陷在退火过程中的变化以及氢元素分布的变化。发现在200-400℃的退火过程中，缺陷持续增加。硅衬底中的氢元素在退火过程中持续逃逸，而分布基本保持不变。在注入B杂质的硅衬底中，剥离的温度丛450℃降低到250℃，在注入P杂质的硅衬底中，剥离的温度不变。研究的结果有助于对Smart-Cut SOI材料的改进和对智能剥离过程的深入了解。 研究了氢、氦离子共同注入导致表面剥离的效应。并深入分析了氢、氦共注入减小总注入剂量的原理，并试推导了氢、氦关注入所需要的注入剂量。与此同时，分析了氢、氦共注入在硅晶体中引入的缺陷以及氢氦在硅晶体中的再分布在退火过程中的演变，发现了氦向氢的分布区域移动的现象。该研究结果为Smart-Cut SOI的制备提供了新途径。并可以减少总的离子注入剂量，减少了离子注入的时间。 首次利用离子束增强沉积设备对单晶硅注入氢离子，以实现智能剥离，制作成功了Smart-Cut SOI材料。这种技术缩短了离子注入的时间，降低了SOI材料的成本，提高了SOI材料的产量。这种设备可以制作大尺寸的SOI材料（8英寸）。虽然在高温退火以加强键合之前这种SOI材料的晶体质量并不令人满意，但经过1100℃退火加强键合，其晶体质量也得到了非常明显的改善。这种方法类似于等离子体浸没式离子注入（PⅢ），是一种值得进一步研究的SOI制备技术，特别是可以应用与那些对杂质污染要求不高的微机械等方面。 系统分析了利用HRXRD研究Smart-Cut SOI材料的方法，并发现在加强键合退火之前的Smart—Cut SOI材料中的应变比较小，但经过高温度的退火过程，应变逐渐增加，其量级在10-4—10-3之间。对应变增加的原因作了初步的分析。为了较少Smart—Cut SOI材料中的应变，减少加强键合时的退火时间是非常必要的。 设计了SOI高加速度传感器，其设计量程为105g。在设计过程中，通过ANSYS程序对传感器的悬臂梁在105g的加速度环境中的受力情况进行了模拟，优化了悬臂梁的结构，并得到了悬臂梁的应力分布，从而可以通过应变的情况计算最大的输出电压。SOI高G加速度传感器正在流片中。