硅碳氮（SiCN）薄膜作為一種新型三元薄膜材料具有優異的光、電和機械性能,此外,該薄膜獨特的發光性能和從可見光到紫外光范圍的可調節帶隙,使其成為很有潛力的發光材料。本論文以制備高質量SiC,SiCN等半導體薄膜材料以及探索其光學特性為研究目標,該材料可用于制備應用于惡劣環境下的光電子器件及作為光學保護膜,主要工作包括以下幾方面。首先,對實驗中所用到的熱絲化學氣相沉積（Hot Filament Chemical VaporDeposition,HFCVD）設備進行了改造與設計。其次,以β-SiC和β-Si3N4晶體結構為基礎,建立SiCN的基本模型。采用材料計算軟件根據第一性原理的泛函理論對所建的模型進行計算。結果顯示以β-Si3N4晶體模型為基礎建立的SiCN模型較接近試驗的結果。再次,以硅烷（SiH4）、甲烷（CH4）和氫氣（H2）為反應氣體利用HFCVD法在硅、石英等襯底上成功制備了SiC薄膜。研究了預處理和薄膜生長的主要工藝對SiC薄膜的影響,并對制備工藝進行了優化。結果表明薄膜為排列致密整齊結晶度很高的3C-SiC薄膜,薄膜中Si、C原子比接近1:1并且分布均勻、穩定。FTIR譜和Raman譜分析顯示沉積的SiC樣品中,主要化學鍵為Si-C鍵。由于薄膜量子尺寸效應,根據紫外-可見譜（UV-vis）計算出薄膜光學帶隙以及光致發光（PL）譜計算的禁帶能量皆大于3C-SiC的帶隙（2.40eV）。探索性研究了SiC薄膜的場發射特性,發現SiC薄膜的場發射特性不僅和薄膜的表面形貌有關和內部結構也有密切的聯系。最后,利用熱絲化學汽相沉積（HFCVD）法制備了SiCN薄膜。研究了主要工藝條件（氮氣流量、甲烷流量和襯底溫度等）對制備SiCN薄膜的影響,并對制備薄膜的工藝進行了優化。分析了SiCN薄膜的結構、形貌、組成成份及其化學鍵等,結果表明所制備薄膜為表面存在裂紋和空隙的、且晶化并不充分的一種新型SiCN薄膜。薄膜中Si、C、N三元素含量分布相對穩定,形成了Si-C,Si-N,C-N等化學鍵合態。討論了SiCN薄膜的光學特性,利用紫外-可見透射譜分析N2流量對SiCN薄膜的光學帶隙的影響（2.33-2.94eV）,薄膜中的N含量對光學帶隙的影響也不是簡單的線性關系。利用nkd-8000型薄膜光學分析儀測試出所至備樣品的厚度（d,808nm）、折射率（n,2.34～2.37）和消光系數（k,0.007～0.012）等。