本发明提供了一种SOI结构的半导体硅晶圆及其制备方法，属于半导体制造领域，具体包括步骤一，将半导体硅晶圆置于第一垂直炉管进行长时间热处理；步骤二，将长时间热处理后的所述半导体硅晶圆放入第二垂直炉管中，进行氧化减薄处理；步骤三，对氧化减薄后的所述半导体硅晶圆进行快速热退火处理，其中，在长时间热处理中，先将所述半导体硅晶圆置于纯氩气氛中进行保护，而后在1‑n％氩气+n％氢气的混合气氛升温至目标温度再进行退火阶段，退火阶段，气氛为1‑n％氩气+n％氢气的混合气氛或者纯氩气，n为不大于10的数值。通过本申请的处理方案，使半导体硅晶圆表面粗糙度小于5埃，且边缘无滑移线。