随着半导体制造技术向22纳米及以下节点迈进,传统器件所采用的材料和结构将面临严峻挑战,根据ITRS的预测,在2010～2016年间,高迁移率SiGe将是最主要的沟道材料,随后将过渡到Ge/Ⅲ-Ⅵ族材料。本论文正是在上述背景下,结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所承担的国家科技重大专项“新型硅基应变材料研究”,开展以下几个方面的研究工作:(1)6～8英寸应变SiGe及SGOI制备技术研究;(2)6～8英寸应变Si及sSOI制备技术研究;(3)6～8英寸体硅上Ge外延技术研究;(4)6英寸SOI衬底上SiGe外延及SiGe弛豫机制研究;(5)锗浓缩技术制备SGOI及GOI;(6)SiGe/Si高腐蚀选择比溶液的制备及腐蚀机理研究。获得的主要结果如下:　　 (1)通过对6英寸体硅上SiGe外延工艺的系统研究,探索不同Ge组分SiGe薄膜的生长规律与生长机制,用化学反应动力学理论解释了薄膜的生长速率、Ge组分与生长温度、反应腔压强、反应气体流量比之间的关系。　　 (2)通过优化SiGe外延条件,在6～8英寸体硅衬底上制备出Ge组分10～50％的应变SiGe薄膜,AFM、XRD、RBS等测试结果表明这些薄膜都具有良好的晶格质量。采用SmartCut工艺,成功实现应变SiGe薄膜的层转移,制备出SGOI材料。　　 (3)使用渐变缓冲层技术制备出具有0.013张应变的8英寸应变硅,应变Si的面内晶格常数同弛豫Si0.7Ge0.3相对应。　　 (4)使用He+离子注入+快速热退火实现6英寸SiGe薄膜的弛豫,在弛豫SiGe薄膜上外延的应变Si具有0.0087的张应变,其表面粗糙度仅为0.72 nm,已经成功实现应变si同SiO2的键合,完成了制备sSOI的关键步骤。　　 (5)使用低温外延+高温外延技术制备的8英寸Ge薄膜表面粗糙度只有0.92 nm,可以用于层转移制备GOI材料。　　 (6)通过对SOI衬底上外延SiGe薄膜弛豫机制的研究发现,由于大部分应力传递到了SOI的顶层Si中,SiGe层中的剩余应力可以通过位错半环的形式释放,从而得到低缺陷密度的SGOI,其表面位错密度只有104/cm2。　　 (7)使用Ge浓缩工艺,制备出了Ge组分均匀的6英寸SGOI材料和GOI材料。这些材料都具有完好的晶格结构和理想的表面粗糙度(GOI的RMS值为0.65 nm)。　　 (8)为解决层转移技术制备sSOI时SiGe的选择性去除问题,对HNO3:H2O:HF溶液腐蚀SiGe的特性进行了系统研究,发现由于Si-Si键、Si-Ge键和Ge-Ge键的键能不同,SiGe:Si的腐蚀速度比随HNO3浓度的增加先上升后下降。