最近几年以来，基于SOI硅片的微纳加工技术——尤其在高灵敏度微悬臂梁传感器制作领域，已经得到了越来越多的研究。为了在SOI片上获得更长更薄的悬臂梁结构，体硅层的刻蚀工艺在悬臂梁制作时的背面释放过程中就显得极为重要。但由于埋氧层(BOX)中内部压应力存在，大宽厚比的悬臂梁又具有极弱的结构特点，这致使悬臂梁在释放工艺步骤中产率较低。本文中针对于MRFM磁共振力显微镜中的关键器件微悬臂梁进行研究，测量单电子自旋力的能力使其对悬臂梁的灵敏度提出了很高的要求。其中微悬臂梁的长度要求大于300μm，厚度要求低于1μm，而宽度为10μm。　　为了定量地分析埋氧层应力在弱结构的悬臂梁制作工艺中起到影响作用，验证图形化工艺对内部压应力的释放效果，需要首先分析获得埋氧层应力产生的来源，探究其破坏作用规律和图形化工艺释放应力规律后，根据研究所得规律优化基于SOI的微悬臂梁制作方案，最终探索埋氧层应力对其他传感器制作的影响。　　研究工作主要采取使用理论分析和有限元模拟仿真两种研究手段，主要进行了以下几个方面的工作:　　(1)对微悬臂梁加工中埋氧层破裂机理进行了分析，包括对原有工艺流程中破裂过程的分析、埋氧层应力作用的方式和脆性材料的拉伸断裂机理，并将其应用于本论文研究的背景下。简述了对埋氧层图形化工艺的思路和其整体流程的分析，探讨其中应力作用的影响变化方式，针对解决应力效应的加工技术进行了阐述。　　(2)研究了埋氧层应力产生的来源。考虑不同SOI硅晶片的制作方法和其内应力产生因素，由硅材料的非均匀氧化理论出发，研究埋氧层内应力;分析影响内应力的影响因素，以此得到其内应力的表达方式和在不同条件下的数值理论模型。　　(3)讨论了内应力在不同条件的影响因素下，建立的数值理论模型的情况。在不同的退火温度、顶层硅的剥离速度及SOI圆片尺寸的影响因素下，所得的SOI材料及最终的悬臂梁模型的内应力大小均有符合理论的变化情况。　　(4)使用有限元仿真手段，建立了埋氧层内应力的仿真模型。设计了悬臂梁模型，针对背面湿法刻蚀体硅层剩余厚度的截止参数工艺进行建模分析。用以印证埋氧层应力在悬臂梁制作工艺中的断裂影响机理。根据脆性材料断裂理论和仿真数据的处理，进行了体硅层厚度优化设计和埋氧层图形化工艺优化设计。最后根据埋氧层应力模型所得仿真结果，优化了基于SOI的微悬臂梁制作方案，设计对照验证实验。　　本文全面展示了SOI埋氧层内应力对悬臂梁结构制备时的影响机理，这在基于SOI硅片生产的微型传感器的领域中起到重要的作用。本文所述的内应力影响机理分析方式也将有助于提出针对应力破坏效应的新工艺方式，以减少生产各类微纳米器件时由内应力引起的副作用。