Ⅳ族半导体材料主要包括第一代半导体Si、Ge以及Si1-xGex、Si1-x-yGexCy等合金材料和第三代半导体中的SiC、金刚石等宽带隙材料，它们分别在长波段光电子器件和高速、高频、大功率微电子器件等领域有着广泛的应用前景。　　 本论文主要针对上述Ⅳ族半导体材料的异质外延生长，改装了化学气相淀积(CVD)材料生长系统，并利用该系统在Si(100)衬底上外延生长了Ge组分渐变的Si1-xGex：C缓冲层、继而外延生长Ge薄膜，以及在AlN/Si(111)复合衬底上外延生长了4H-SiC薄膜，并研究其生长规律和发光性质，得到了以下主要结果：　　 1、改装CVD材料生长系统的加热装置，采用超音频感应加热方式、将材料生长时的温度范围由500-1150℃拓展为500-1600℃，采用热解BN套管组作反应腔保温的热屏蔽材料、可以保证反应腔内生长区具有合适的温场，系统经改装性能满足设计要求。　　 改装后的CVD材料生长系统采用超音频感应加热方式，相应地配备热解BN套管组作热屏蔽材料进行保温。根据黑体辐射公式，计算表明BN套管组可以有效降低热辐射所致的能量损失，具有良好的保温效果。　　 利用改装后的CVD材料生长系统在生长温度范围的两端温区分别进行了蓝宝石衬底上SiC薄膜和Si衬底上Si1-yCy合金薄膜的异质外延生长。在C/Si=2的条件下探索了蓝宝石衬底上SiC薄膜的生长窗口，最佳外延温度为1080℃；在Si衬底上获得了最高替位式C组分为1.22 at.％的Si1-yCy合金，且合金中的替位式C组分随衬底温度的降低而升高。 　　 2、在CVD反应腔中仅同时通入Ge源和C源，通过Si、Ge原子互扩散在Si衬底上直接制备了Ge组分渐变的Si1-xGex：C缓冲层，继而外延获得了高质量单晶Ge薄膜。　　 通过衬底中Si原子和外延层中Ge原子的互扩散形成Ge组分的渐变，有效避免了通常报道中所采用的实时调整Ge源分压的方法带来的控制难度，提高了实验效率。具体反应机制如下：在较高的衬底温度下，衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4、C2H4反应生成Si1-xGex：C外延层；同时，Si1-xGex：C外延层中的Ge原子向衬底方向扩散形成Si1-xGex层；Si、Ge原子的互扩散直接形成了Ge组分渐变的Si1-xGex：C缓冲层。　　 在所制备的Ge组分渐变Si1-xGex：C缓冲层上外延生长了晶体取向较为单一的Ge薄膜，其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度；电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019/cm3)下体Ge材料的电子迁移率相当。　　 3、在AlN/Si(111)复合衬底上成功实现了1150-1270℃温度范围内4H-SiC薄膜的异质外延。　　 在AlN/Si(111)复合衬底上外延4H-SiC的最佳衬底温度为1230-1270℃，比通常同质外延所需温度低200-300℃，C/Si比为1.3。衬底温度过低，不利于Si、C原子选择合适的格点位置成键，所得薄膜晶体质量不高；衬底温度过高，H2的刻蚀作用和表面原子解吸附作用明显，不利于SiC的成核生长。C/Si比过小，薄膜表面会形成Si的液滴；C/Si比过大，薄膜中会产生Si空位形式的微缺陷。　　 室温阴极荧光(CL)结果表明，AlN/Si(111)复合衬底上所得SiC薄膜为4H-SiC。随着衬底温度的升高，SiC薄膜的CL发光效率提高；根据4H-SiC的能带结构，得到发光机制如下：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。通常用PL方法只能在10K以下观测研究SiC材料的发光特性，但如此细致地展现能带结构、杂质特征等也是相当困难的，因此室温CL是表征SiC材料能带结构和杂质特征的有效方法。