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随着器件特征尺寸的不断减小并接近其物理极限,集成电路的发展将面临严峻的考验。研究表明,在硅晶格中引入应变可以提高载流子的迁移率,改善MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)器件的性能,从而被认为是实现32nm以下技术的关键保证。目前,应变硅技术的实现主要是通过引入SiGe成分渐变缓冲层的方法来获得,然而由于缓冲层的厚度大,生产周期长,在增加了商业化生产成本的同时也不利于器件集成度的提高。基于此,本文主要研究在应变SiGe层上直接生长应变Si技术,从而降低整个外延层的厚度,克服成分渐变缓冲层具有的缺点。本文研究了RPCVD (Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition)生长应变薄膜时,不同Ge组分下应变SiGe层的临界厚度,使用SP1测得的Haze值判断应变SiGe层的弛豫度。研究发现,RPCVD生长应变SiGe时,其临界厚度值大于People和Bean利用MBE (Molecular Beam Epitaxy)获得的实验值,也大于Jingyun Huang的理论值；理论计算表明生长温度会对应变薄膜的临界厚度产生影响,但是当Ge组分含量超过30%时,温度的影响可以忽略。在SiGe层临界厚度的研究基础上,本文利用ASM Epsilon E3200在不同温度下生长了200nm应变Si0.77Ge0.23薄膜。XRD双晶衍射和AFM扫描结果表明：生长温度越低,应变SiGe层表面质量越好；外延前预沉积一层Si缓冲层,对应变SiGe薄膜的质量没有明显的影响。650℃下在应变Si0.77Ge0.23层上生长了厚度为20nm的应变Si层,Raman光谱测得应变Si层的应变度为0.66%,应变SiGe层的应变度为0.94%,利用EPD (Etch Pit Delineation)得到应变Si层位错密度约为8×104cm-2,这和通过弛豫SiGe薄膜得到的应变Si层位错密度相当。最后,本文研究了快速退火对应变Si/应变Si0.77Ge0.23薄膜的影响。结果表明,900℃下退火30s后,应变Si的表面粗糙度没有明显变化,说明应变Si在此温度下较为稳定,未发生应力弛豫；而在1100℃下退火30s后,应变Si层的粗糙度明显增加,并伴有沿<110>方向排列的十字交叉线,说明外延薄膜发生了应力弛豫,利用EPD分析得到此时应变Si层位错密度为7.4×10cm-2。