随着Si基MOSFET向着纳米级的不断发展,器件的尺寸也在不断的缩小,这将逐渐接近Si基材料的物理极限。必须采用新型材料来解决Si基材料的进一步缩小所带来的一些缺陷,所以Ⅲ-Ⅴ化合物材料（如GaAs、InGaAs）因其更高的载流子迁移率受到了人们的广泛关注。这其中GaAs的电子迁移率可以达到8000cm²/Vs,被认为可以用来制作低功耗、高速度的MOSFET。在新型结构方面,缓冲层结构可以很好解决衬底和沟道层之间的晶格匹配问题,提高沟道质量,从而提高器件性能。本文在理论模型部分,采用Silvaco软件对高k栅介质带缓冲层InGaAs MOSFET的相关电学特性进行模拟仿真,进而优化器件结构;在实验方面,以La基高k栅介质GaAs MOS为对象,研究了盖帽层、退火温度等对器件界面质量和相关电学特性的影响。通过Silvaco TCAD软件构建高k栅介质带缓冲层InGaAs MOSFET结构,然后对电特性进行仿真并根据仿真结果确定合理的结构参数进而对其器件结构进行优化。通过改变器件沟道厚度、沟道长度、沟道掺杂浓度、栅极氧化物介电常数和等效氧化层厚度等相关物理参数来降低短沟道效应（SCE）、漏致势垒降低效应（DIBL）对器件电特性的影响以及获得更大的开态电流(I_on)和更小的关态电流(I_off),通过不同参数对比确定合理的结构参数。仿真结果表明沟道层厚度和长度分别应取5-7nm和37-46nm,沟道掺杂浓度应当取（3-9）×10¹⁷cm^-3,而等效氧化层厚度取值在0.8-1nm时,栅介质介电常数应取15-30较为合适。实验方面进行的工作内容主要有:（1）制备了以La₂O₃作为高k栅介质的MOS电容,比较研究了有无盖帽层Al₂O₃和N掺入高k材料对GaAs MOS器件界面质量和相关电学性能的影响;通过对淀积后退火温度的研究确定了上述实验所采取的退火温度的合理性。实验结果表明盖帽层和对高k材料掺N以及600℃退火温度可以获得较低的界面态密度和栅极漏电流,可以有效改善GaAs MOS的界面特性;（2）研究了不同氧化物材料作为盖帽层及盖帽层厚度对器件性能的影响,得到了HfO₂作为盖帽层可以获得比ZrO₂作为盖帽层更好的电特性,同时得出了2nm为最佳的盖帽层厚度。