硅-硅直接键合制备SOI材料的主要工艺过程是: (1)键合，将两个硅抛光片（其中一个或两个硅片的表面有热氧化层)进行清洗和活化处理，然后在室温下贴合在一起，通过表面分子或原子间的作用力直接连在一起, 最后把预键合好的硅片在干氧气氛中热处理, 使键合界面发生复杂的物理化学反应，生成键合强度很大的共价键使键合的硅片成为一个整体；(2)减薄，减薄器件有源区硅层到微米甚至亚微米厚度, 这样就得到了所需的SOI材料。硅片表面平整度、粗糙度及表面颗粒可影响键合的质量, 会在界面产生空洞和应力。实验证明, 亲水硅片的键合强度要比疏水硅片的大3倍以上。键合片的TEM衍射花样研究表明硅基体与顶层硅膜的晶体取向基本一致, 有利于后序加工。硅片减薄则是获得适用于器件制作的SOI层的关键环节。减薄方法有多种: 外延终止腐蚀、粗磨后化学机械抛光、化学液腐蚀和等离子腐蚀等。粗磨后化学机械抛光可以迅速减薄硅层, 但获得的硅膜相当厚。采用化学腐蚀的终止技术, 减薄速度慢, 但膜厚和均匀性及平整度控制好。
