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碳化硅材料(SiC)具有很多优点：禁带宽，导热性能好，击穿电场高，电子饱和速率高，热稳定性好，化学稳定性强。SiC的禁带宽度大，适合用于发展短波光电子器件，有利于SiC基器件在高温下工作；电子饱和速率高，适合制造高频器件；击穿电场高，有利于制造高功率器件；化学稳定性强，器件可以在腐蚀性环境下工作。因为碳化硅(SiC)材料所具有的这些优点，所以它一直受到人们的关注。目前，有关SiC材料的相关研究进展非常迅速，SiC单晶片已制出直径达10cm的基片，有关器件的研制也已取得大量成果。
本文的主要工作是在硅基底上获得高质量的SiC薄膜，并研究其在不同条件下的生长规律和薄膜性质：
1.在升温过程持续碳化使硅表面生长了碳化层，然后在碳化层上进行SiC的外延生长。和只经过简单碳化工艺的样品比较，本工作中的碳化工艺有效的减少了界面空洞的出现频率。通过常规XRD测量和Raman散射谱的分析，可以确认获得了较好晶体质量的SiC外延薄膜。
研究在碳/硅比一定条件下改变硅烷分压比对样品的影响，发现在本工作范围内同比例提高乙烯和硅烷可以有效提高晶体质量和生长速率。
研究了在一个较高硅烷分压下(0.62Pa)，不同的碳/硅比对生长的影响，并根据结果得到了在本工作所使用生长系统中最适宜的反应气体分压的条件。
2.通过同一生长腔体中的AlN/Si(100)陪片作为AIN源，利用在加热升温过程中热扩散作用，在硅衬底上淀积了一个AlN薄层。随后在此薄层上外延生长SiC，同时由于生长系统中AlN在生长中的扩散作用，使我们获得了掺杂的SiC薄膜。因为AlN薄层所充当的缓冲层作用，在本工作中获得的SiC薄膜，相对同等生长条件下的样品，有效的提高了晶体质量。同时在有掺杂的情况下，薄膜的生长速率也得到了很大的提高。
研究了不同乙烯分压下的非故意淀积AlN上的SiC薄膜的性质。可以发现在本工作的范围内，提高乙烯的分压可以有效的提高薄膜的晶体质量和生长速率。当乙烯分压低于0.35Pa时，由于此时完成初始化过程的时间较长，所以此条件下的生长速率处在一个缓慢的水准。而当乙烯分压大于0.35Pa的时候，随着乙烯分压得增长，生长速率得到了显著的同步提高。
3.对非故意淀积AlN的硅衬底上SiC薄膜和蓝宝石衬底上的SiC薄膜进行了光致发光性质的研究。在室温下，测得了这些样品的光致发光现象。
在位于3.03 eV和3.17eV位置观测到强烈的发光峰。经过分析，这两个峰分别源自4H-SiC中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所致的光致发光峰。而位于3.37eV的发光峰是电子从4H-SiC的第二导带谷到薄膜中硅空位受主能级之间的辐射跃迁。这说明，在第三章中所得到的掺杂AlN的样品中存在4H-SiC多形体。
对比硅衬底上不同样品的PL谱，发现在本工作范围内提高乙烯的分压可以有效降低硅空位缺陷引起的发光峰的相对强度。表明乙烯分压的提高可以减少样品中的硅空位缺陷密度。同时，比较相同分压条件下的蓝宝石衬底和硅衬底上SiC薄膜的PL谱，发现在蓝宝石衬底上的SiC薄膜中存在更多的硅空位缺陷。