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SiC材料由于具有宽带隙、高临界击穿场强、高热导率、高载流子饱和漂移速率等特点，一直备受人们的关注。目前，SiC材料的相关研究工作进展非常迅速，有关器件的研制也已取得大量重要的成果。采用Si衬底作异质外延有大尺寸和低成本等优点，因而长期以来是研究的热点。但是Si与SiC之间存在晶格常数和热膨胀系数的大失配(分别大于20％和8％)，对Si衬底表面进行碳化预处理或在Si衬底和外延薄膜间引入缓冲层，都有望获得高质量的SiC外延薄膜。
本论文的主要工作是用CVD的方法分别在蓝宝石和AlN/Si(111)衬底上外延生长SiC薄膜，用XRD、SEM、Raman散射、CL的表征方法对所得样品进行表征测量，研究生长温度和源气中C/Si比对外延SiC薄膜性质的影响，从而得到外延SiC薄膜的优化工艺参数。采用先低温(890-1090℃)后高温(保持在1210℃)两步生长法外延SiC薄膜，研究低温生长时生长温度的变化对所得外延SiC薄膜晶体质量和衬底中Al、N原子向外延薄膜中扩散作用的影响。取得了如下的主要研究结果：
1、在α-Al2O3(0001)衬底上用CVD的方法直接外延生长了SiC薄膜，研究结果表明：在C/Si=2的条件下，在α-Al2O3(0001)衬底上直接异质外延SiC薄膜的温度范围为1120--1180℃，最佳的外延生长温度为～1150℃。
2、在AlN/Si(111)衬底上用CVD的方法外延生长了4H-SiC薄膜，薄膜外延过程中较为优化的工艺参数是生长温度为1230-1270℃，C/Si比为1.1-1.3。
3、用阴极荧光(CL)的方法观测到了所得外延SiC薄膜的发光情况；SiC薄膜的CL发光是由衬底中Al原子向外延薄膜层中的扩散引起的；且薄膜的CL发光强度随样品生长温度的升高而增强。根据4H-SiC的能带结构和SiC薄膜CL谱中观测到的发光峰，得到其发光机理如下：电子分别从导带底跃迁至Al受主能级和陷阱能级，从布里渊区M点第二导带谷跃迁至价带顶以及从布里渊区L点导带谷跃迁至陷阱能级发生辐射复合。
4、采用先低温后高温的两步生长法外延SiC薄膜以抑制衬底中Al原子在高温下向外延SiC薄膜层中的扩散。研究结果表明：低温生长时生长温度的变化对外延所得SiC薄膜的晶体质量影响不大，但低的生长温度能有效抑制SiC薄膜中由衬底中Al原子扩散引起的自掺杂，从而降低了SiC薄膜中杂质原子的浓度，同时也减小了薄膜异质外延过程中的热应力。