sSOI(strained Silicon On Insulator,绝缘体上应变硅)结合了应变技术与SOI技术的优点,一方面提高了载流子的迁移率,另一方面也减小了深亚微米下的各种寄生效应。基于弯曲键合工艺和Smart-cut技术的晶圆级单轴应变SOI材料具有工艺简单、迁移率增强幅度大及在垂直高场下不退化等优势,即将成为sSOI研究的热点。论文对作为机械致晶圆级单轴应变工艺基础的离子注入技术、晶圆直接键合技术、Smart-cut技术等关键工艺进行了深入研究,着重对比研究了晶圆键合的机理以及退火剥离过程中弱化层的作用。建立了在晶圆理想弯曲情况下的晶格失配模型,该模型可用来计算近圆弧弯曲晶圆表面的应变程度。论文利用自行设计的具有圆弧曲面(R=0.75m)的实验台,结合热氧化、注H+、200℃下15小时的机械弯曲键合、550℃退火剥离等工艺,成功制备了4英寸P型(100)硅片[110]晶向单轴压应变SOI实验样品。通过HRXRD、AFM等表征技术对sSOI样片进行了研究。样片的sSOI结构中的顶部硅层的晶格常数为0.5418097nm,表面粗糙度为9nm。实验结果表明,这种通过施加机械外力进而在SOI层结构的顶部硅层引入应变的方法是可行的。此外,论文还对键合后、低温退火后以及剥离后的硅片表面的缺陷进行对比分析,并对各种起泡、未键合区域的形成及在退火过程中的变化进行了理论分析与探讨。