作为第三代半导体材料之一,碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、热导率高、电子的饱和漂移速度大、临界击穿电场高等特点,是高温、高频、大功率、抗辐射半导体器件的首选材料。随着微电子技术的发展,传统的Si和GaAs半导体材料由于本身结构和特性的原因,在高温、高频等方面越来越显示出其不足和局限性。因此,在Si基片上生长3C-SiC薄膜,既能与目前成熟的Si工艺相兼容,又能发挥SiC材料的性能优点。本论文结合了气—液—固(Vapor-Liquid-Solid,VLS)生长工艺,以Ni作催化剂,SiH4为Si源,CH4或C2H2为C源,H2为载气,采用化学气相沉积(CVD)在刻蚀有矩形凹槽的Si(100)基片上选择性生长3C-SiC薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)等手段对所生长的SiC薄膜进行表征,系统研究了催化剂用量、碳源种类、衬底温度、CH4与SiH4的流量比等工艺参数对SiC薄膜形貌、成份、晶体结构的影响。结果表明:在使用CH4作碳源,催化剂用量适中,C/Si为2:1,且衬底温度较高的条件下,在刻蚀有矩形长槽的Si(100)基片上选择性地生长出了高质量的3C-SiC薄膜,薄膜的生长速率达到30μm/h～60μm/h。为了进一步分析VLS选择性生长的机理,本论文还就VLS选择性生长SiC薄膜与气相生长SiC薄膜进行了对比研究,结果表明:采用VLS工艺能够实现SiC薄膜在刻蚀有矩形长槽的Si基片上的选择性生长,而常规的气相生长则无法实现SiC薄膜的选择性生长,且催化剂的使用是VLS选择性生长的关键;采用VLS工艺能在提高薄膜生长速率的同时,改善SiC薄膜的质量。