本工作采用热氮化和热退火工艺,分别在N₂O和NH₃气氛中制备了薄至几个纳米的SiO_xN_y薄膜。利用α—台阶仪测量了SiO_xN_y薄膜的厚度,实验研究了Si衬底晶向、氮化温度、生长时间和氮化气氛对SiO_xN_y薄膜厚度的影响,定性地讨论了热氮化法制备SiO_xN_y薄膜的生长机制。利用X射线光电子谱（XPS）初步探讨了氮化条件对热氮化SiO_xN_y薄膜中N含量的影响,并分析了膜层中N与SiO₂的键合方式。利用所制备的SiO_xN_y薄膜作为栅介质层制作了MOS结构,并研究了SiO_xN_y薄膜的介电常数、击穿电场强度和泄漏电流等电学特性。实验结果指出,衬底晶向和工艺参数直接影响SiO_xN_y薄膜的厚度和膜层中的N含量,对于采用不同的热氮化方式所制备的SiO_xN_y膜层,其中N与SiO₂的键合方式也有所不同。而SiO_xN_y薄膜栅介质在击穿场强上明显优于SiO₂栅介质层。对于利用NH₃氮化SiO₂方法制备的SiO_xN_y薄膜,由于H的引入会影响其泄漏电流特性,通过在无H环境中退火可以使其得到一定程度的改善。