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当代利用MBE、LPCVD和MOCVD等方法在半导体材料或氧化物衬底上生长单层、多层异质外延薄膜，用于半导体光电子器件研制所需的材料。外延膜的结晶质量、膜厚、应变、组分以及界面粗糙度等都是材料和器件研究相关的重要结构参数，这些参数决定了材料和器件的载流子迁移率、电阻率、发光波长、发光功率、发光效率、器件使用寿命等多种物理特性。对多层异质外延膜中的元素成分进行定性和定量分析，对研究和改进材料组成与工艺有直接指导意义。 本文的主要工作是采用能量色散谱(EDS)方法对Si(100)衬底上Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金缓冲层样品及外延Ge薄膜样品、蓝宝石上生长的InxGa1-xN/GaN异质结构样品进行分层组分分析，主要内容如下: 1、对半导体异质结构材料薄膜的多种组分分析方法进行比较，优选能量色散谱议(EDS)测量方法进行分析。通常的EDS测量分析方法对于多层结构样品来说，只能得到多层薄膜总的成分探测信息，不能给出各层成分具体值。本文利用EDS方法，通过化学计量法对多层结构样品进行逐层分析，得到样品各层薄膜的组分分布。 2、选择薄膜厚度小的Si1-xGex∶C/Si和Ge/Si1-xGex∶C/Si两种结构的样品，进行EDS测量，得出Ge组分在样品各层中的分布。首先是对入射电子束穿透深度和空间分辨率的分析，选择优化的入射电子束深度计算公式，根据Si、Ge元素的临界激发能选择加速电压参数，得出入射电子束的穿透深度。然后利用化学计量法建立近似模型，通过探测体积中的Si、Ge元素的原子数之比，计算Ge组分在样品各层中的分布，得到760℃、790℃、820℃下Ge/Si1-xGex∶C/Si结构样品外延Ge薄膜层中的Ge组分值分别为0.91、0.71、0.69，Si1-xGex∶C缓冲层中的Ge组分值分别为0.55、0.43、0.38，与XRD、Raman、XPS测量方法所得结果进行对比，误差率分别为20.1％，16.5％和12.05％，XRD测量方法最为准确。利用EDS组分分析方法，实现了Si基半导体异质结构材料多层薄膜组分的半定量分析。 3、利用EDS测量方法，对生长温度不同的InxGa1-xN/GaN单量子阱外延样品作元素组分的分析。得到InxGa1-xN层生长温度为780℃、790℃、800℃、810℃、820℃、825℃、830℃样品的In组分分别为0.068、0.065、0.058、0.056、0.046、0.039、0.028。GaN缓冲层的元素组分值和InxGa1-xN层的元素组分值与AES结果相比，误差率较小，说明EDS数据可用，但是必须进一步优化参数，有针对性地选择测量条件，从而降低误差率，做进一步的研究和分析。