Ge材料拥有高的空穴和电子迁移率,以及在通信波段光吸收系数大等优点,因此在器件的应用方面备受青睐;SGOI材料,结合了SOI和SiGe材料的优点,可用于制备高性能p-MOSFETs及高速光电探测器等。因此,在锗和锗硅衬底上外延生长高质量的Ge材料具有重要的科学意义和应用前景。然而获得洁净的Ge和SGOI衬底是外延生长Ge层的最大挑战。本论文以在Ge衬底和SGOI衬底制备高质量的Ge外延层为目标而展开研究工作,主要研究内容包括以下两个方面:1、锗同质外延技术研究。提出采用臭氧氧化和真空中热退火处理的方法获得洁净的Ge表面,然后通过低高温两步生长技术在Ge衬底上外延出高质量的Ge和完全应变的Si0.2iGe0.79外延层。实验发现在优化的氧化时间窗口,臭氧氧化可有效抑制低价Ge氧化态的形成,从而在真空退火过程中可完全去除锗表面的氧化物,获得新鲜的清洁表面,解决了利用UHV/CVD在锗衬底上同质外延的难题。2、绝缘体上锗硅(SGOI)衬底的制备及在其上外延Ge材料研究。利用多步温度渐变锗浓缩法制备出不同Ge组份的SGOI衬底材料,该材料结晶质量高、组份分布均匀。然后,在SGOI衬底上外延了 Ge材料,研究了不同Ge组分的SGOI衬底的清洗方法对外延的影响;最后在Ge组分为0.39的SGOI衬底上外延出非常平整的Ge层,RMS仅为0.55nm。