随着芯片制造业遵循摩尔定律向大尺寸晶圆450mm、光刻线宽nm级、高精度、高效率、低成本发展，集成电路也逐步从微电子时代发展到微纳米电子时代，现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限，遇到了严峻的挑战。应变硅技术、SOI（Silicon-on-Insulator）技术和高K栅介质材料是三项在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的，有独特优势、能突破体硅材料与硅集成电路限制的新兴技术。 本论文正是在上述背景下，结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所和香港城市大学应用物理与材料科学系的实验条件，在国家自然科学基金、上海市青年科技启明星计划、国家重点基础研究发展计划以及香港研究资助局等赞助下开展研究工作，主要包括以下几方面：（1）利用SOI材料作为“容忍型”衬底，在其上异质外延高质量的赝晶SiGe材料，通过高温退火得到驰豫的SiGe薄膜。（2）采用改良型Ge浓缩技术，制备SGOI材料，对SGOI结构进行系统的表征，深入总结其实验机理。（3）在获得的SGOI衬底材料上生长高质量应变硅材料。（4）比较了类金刚石薄膜（Diamond-Like-Carbon简称DLC）作为埋层和涂层两种情况下的热稳定性，从而研究以类金刚石作为埋层制备SOD（Silicon-On-Diamond）材料的可行性。（5）利用Smart-Cut技术制备以SiO₂／DLC为埋层的双绝缘埋层的SOI（Silicon-On-SiO₂／DLC Dual-Insulator（SODI））材料。（6）在SiGe材料基础上，开展了一系列栅介质材料(Al₂O₃／ZrO₂／Al₂O₃、Al₂O₃、Zr_0.6Al_0.4O_1.8)基于SiGe器件应用方面的研究。获得的主要结果如下： 1)以超薄SOI作为“容忍型”衬底，在其上采用超高真空CVD方法生长高质量赝晶SiGe薄膜。所得到的SiGe薄膜Ge组分为18％，深度均匀性好，具有很好的晶体质量，应变率95％，近似完全应变状态。