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SOI大大降低了RF模拟电路和数字逻辑元件的串扰，可以很容易和无源器件相集成，高阻抗SOI和GPSOI衬底加强了这些优势，在CMOS射频集成电路中吸引了广泛注意。本论文在大量调研的基础上，详细研究了SIMOX HRSOI和Smart-cut方法制备GPSOI的工艺条件及其在单片集成电路中必不可缺少的、有多种应用的片上无源器件-CPW和集成电感。在本所的工艺线上进行了大量的实验研究，得到了以下主要结果：
1.成功地采用不同剂量注入制备了SIMOX HRSOI样品，突破了当前高阻SOI主要通过Smart-cut方法制备的局限。研究发现对于全剂量高阻SOI样品，衬底电阻率在注入和高温退火后依然保持在>1 KΩ-cm；但是对于低剂量经过ITOX工艺的高阻SOI样品，扩展电阻结果表明衬底电阻率均比原始硅片有所下降，研究了电阻率下降的原因；经过优化工艺，制备出衬底电阻率>1 KΩ-cm的低剂量高阻SOI样品。采用DLTS和Pseudo-MOSFET表征了不同剂量的HRSOI的顶层硅电学特性。
2.首次把Smart-cut技术和高温固相反应灵活地结合在一起，在SOI中引入一层高电导率的硅化钨层形成GPSOI新结构。研究发现，在800～1000 ℃下退火可以形成方块电阻比较较低的WSix层，同时顶层硅和SiO2中损伤的到了一定恢复；在更高温度下(>1000 ℃)下退火，金属W会同时向两边扩散，造成衬底电阻率以及SiO2埋层电阻率的降低。这一矛盾使得仔细研究W和Si固相反应条件，包括温度，气氛，精确控制W层和Si层厚度比例非常必要。
3.采用标准CMOS工艺在不同SOI衬底上制备了微带和微带集成电感器件，分析了CPW和集成电感的损耗机制。
(1)五种不同衬底材料上共面波导(CPW)线的损耗研究表明采用高阻SOI制备的CPW线在2 GHz损耗仅为0.13 dB/mm； SOG衬底上CPW研究表明在40 GHz频率下损耗为0.18 dB/mm，这个结果表明采用玻璃代替硅衬底可以大大降低高频下衬底的损耗；首次研究了高阻SOI衬底上高阻硅和氧化硅之间的界面电荷对CPW的损耗产生的影响，并且通过在氧化硅下加入一层非晶硅降低了界面损耗。
(2)在低阻高阻SOI和SOG衬底上制作了平面螺旋集成电感，研究表明SOG具有比较明显的优势，电感的谐振频率和Q值都比较高；高阻SOI由于其高电阻率衬底也升高了其上电感Q值，同时谐振频率也有所上升；高阻硅和SiO2界面情况同样会影响其上电感的性能，在氧化硅下加入一层非晶硅可以降低界面损耗。
4.采用热蒸发金属锡的方法制备了一维金红石相SnO2纳米结构，不同制备温度下分别呈现纳米棒、纳米线和纳米带的形貌。通过可见/紫外吸收谱研究确定其能隙均大于块状SnO2的带隙。通过对其光学性能，电学性能研究分别获得以下结论：
(1)不同气氛下退火SnO2纳米线发光起源研究表明：在O2气氛中退火的样品在100 K以下给出393 nm的发光峰，高于100 K以上几乎没有发光峰出现。相反，真空退火下的纳米线在温度低于100 K时候，在480 nm处表现出很强的发光，当温度高于100 K时候，发光中心转移到600 nm处，同时出现异常的紫外发光峰。经过分析，这些发光均起源于表面氧空位在禁带中形成的缺陷电子态，这个结果首次为表面氧空位在SnO2纳米结构发光中的决定性作用提供了实验依据，同时对于研究其他氧化物的发光具有重要的参考价值。
(2)国际上首次研究了SnO2纳米棒和纳米线的真空电子场发射特性，研究结果表明：Sn02纳米棒在0.1μA/cm2获得了较低的开启电场1.37V/μm。发射电流密度和电场的关系遵从Fowler-Nordheim (F-N)关系。同时发现在N2气氛中退火的样品的二次电子电流比原位没有退火样品的要增加，在O2中退火发射电子能力有所下降。采用FTIR和XPS分析了这些原因。
1.成功地采用不同剂量注入制备了SIMOX HRSOI样品，突破了当前高阻SOI主要通过Smart-cut方法制备的局限。研究发现对于全剂量高阻SOI样品，衬底电阻率在注入和高温退火后依然保持在>1 KΩ-cm；但是对于低剂量经过ITOX工艺的高阻SOI样品，扩展电阻结果表明衬底电阻率均比原始硅片有所下降，研究了电阻率下降的原因；经过优化工艺，制备出衬底电阻率>1 KΩ-cm的低剂量高阻SOI样品。采用DLTS和Pseudo-MOSFET表征了不同剂量的HRSOI的顶层硅电学特性。
2.首次把Smart-cut技术和高温固相反应灵活地结合在一起，在SOI中引入一层高电导率的硅化钨层形成GPSOI新结构。研究发现，在800～1000 ℃下退火可以形成方块电阻比较较低的WSix层，同时顶层硅和SiO2中损伤的到了一定恢复；在更高温度下(>1000 ℃)下退火，金属W会同时向两边扩散，造成衬底电阻率以及SiO2埋层电阻率的降低。这一矛盾使得仔细研究W和Si固相反应条件，包括温度，气氛，精确控制W层和Si层厚度比例非常必要。
3.采用标准CMOS工艺在不同SOI衬底上制备了微带和微带集成电感器件，分析了CPW和集成电感的损耗机制。
(1)五种不同衬底材料上共面波导(CPW)线的损耗研究表明采用高阻SOI制备的CPW线在2 GHz损耗仅为0.13 dB/mm； SOG衬底上CPW研究表明在40 GHz频率下损耗为0.18 dB/mm，这个结果表明采用玻璃代替硅衬底可以大大降低高频下衬底的损耗；首次研究了高阻SOI衬底上高阻硅和氧化硅之间的界面电荷对CPW的损耗产生的影响，并且通过在氧化硅下加入一层非晶硅降低了界面损耗。
(2)在低阻高阻SOI和SOG衬底上制作了平面螺旋集成电感，研究表明SOG具有比较明显的优势，电感的谐振频率和Q值都比较高；高阻SOI由于其高电阻率衬底也升高了其上电感Q值，同时谐振频率也有所上升；高阻硅和SiO2界面情况同样会影响其上电感的性能，在氧化硅下加入一层非晶硅可以降低界面损耗。
4.采用热蒸发金属锡的方法制备了一维金红石相SnO2纳米结构，不同制备温度下分别呈现纳米棒、纳米线和纳米带的形貌。通过可见/紫外吸收谱研究确定其能隙均大于块状SnO2的带隙。通过对其光学性能，电学性能研究分别获得以下结论：
(1)不同气氛下退火SnO2纳米线发光起源研究表明：在O2气氛中退火的样品在100 K以下给出393 nm的发光峰，高于100 K以上几乎没有发光峰出现。相反，真空退火下的纳米线在温度低于100 K时候，在480 nm处表现出很强的发光，当温度高于100 K时候，发光中心转移到600 nm处，同时出现异常的紫外发光峰。经过分析，这些发光均起源于表面氧空位在禁带中形成的缺陷电子态，这个结果首次为表面氧空位在SnO2纳米结构发光中的决定性作用提供了实验依据，同时对于研究其他氧化物的发光具有重要的参考价值。
(2)国际上首次研究了SnO2纳米棒和纳米线的真空电子场发射特性，研究结果表明：Sn02纳米棒在0.1μA/cm2获得了较低的开启电场1.37V/μm。发射电流密度和电场的关系遵从Fowler-Nordheim (F-N)关系。同时发现在N2气氛中退火的样品的二次电子电流比原位没有退火样品的要增加，在O2中退火发射电子能力有所下降。采用FTIR和XPS分析了这些原因。