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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，在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用前景，许多国家相继投入了大量资金对SiC进行了广泛深入的研究，并且取得了巨大的进展。
本文利用AlN/Si(100)作衬底外延生长了SiC薄膜，并对材料生长和结构物性进行了系统的研究，主要的结果如下：
1. 采用CVD方法，以AlN/Si(100)为衬底，在较低的温度下(≤1100℃)成功外延生长了厚度为200nm-400nm的SiC薄膜。样品的X射线衍射结果表明得到的外延膜为单晶SiC薄膜。用Raman散射谱对材料进行了表征，初步证实了得到的外延SiC薄膜为4H.SiC薄膜。
2. 研究了P<,C2H4>/P<,SiH4>和温度对生长速率的影响。实验结果表明，由于在反应腔体内气相平衡时气体中Si结晶现象的出现，在P<,C2H4>/P<,SiH4>小于1.1时，生长速率几乎不随P<,C2H4>/P<,SiH4>的变化而变化：而当P<,C2H4>/P<,SiH4>大于1.1时，气体中的Si结晶的现象被减弱或消除，生长速率随P<,C2H4>/P<,SiH4>的增大而上升。另外，由于反应过程中氢刻蚀现象的存在，当温度从1050℃上升到1100℃时生长速率略有下降。
3. 研究了P<,C2H4>/P<,SiH4>和温度对晶体质量的影响。实验结果表明，在实验范围内(P<,C2H4>/P<,SiH4>的变化范围从0.55到2.16)P<,C2H4>/P<,SiH4>=1.62是获得高晶体质量外延SiC薄膜的最佳生长条件，而温度从1050℃到1100℃的升高也有利于改善外延SiC薄膜的晶体质量。
4. 用俄歇电子能谱和X射线光电子能谱对材料进行了表征。在SiC外延膜中观测到了Al和N元素的存在，这是由于生长过程中存在Al和N元素从AlN缓冲层到外延层热扩散导致的。并且还确定了外延膜中四种元素的含量及结合态。
5. 利用光致发光谱列。SiC外延薄膜材料的能带结构进行了研究。在室温下观察到了显著的光致发光现象，其发光机理是，位于3.03 eV和3.17eV的两个光致发光峰分别对应于电子从4H-SiC导带底到铝受主能级之间的复合跃迁和电子从氮施主能级到4H-SiC价带顶之间的复合跃迁。PL的结果进一步验证了外延SiC薄膜是以4H-SiC多型体存在的。
6. 研究了生长参数对外延SiC薄膜的光致发光现象的影响。结果表明，当P<,C2H4>/P<,SiH4>小于1.62时，样品的光致发光峰基本上位于3.03 eV和3.17eV附近。而当P<,C2H4>/P<,SiH4>大于1.62时，位于3.37 eV处对应于电子从4H-SiC第二导带谷到Si空位受主能级之间的辐射跃迁的样品的光致发光峰开始变得明显。这是由于P<,C2H4>/P<,SiH4>的增加导致了外延SiC薄膜中Si空位缺陷浓度的增加，这与Raman散射的结果相一致。