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GaN基MISFET是极有应用前景的半导体器件，在其目前的研究中，多采用传统的介质材料，如二氧化硅、氮化硅等。这些材料的介电常数比较低，使得GaN基MISFET器件的工作电压普遍比较高，一般在15V以上。因此，要降低工作电压，可采取降低栅介质层厚度的方法，但减薄栅氧层厚度不仅要增加工艺难度，而且量子效应将非常严重，会引起很大的隧道电流，这将使得器件和电路的静态功耗增加。因此，单纯从工艺上降低器件和电路的工作电压显然不可取，必须寻找更好性能的材料来代替传统的栅介质材料。研究表明，采用高介电常数的栅介质材料将会显著地降低器件的阈值电压，且工艺实现简单。在高介电常数材料中，铁电材料是一类优异的高介电常数材料，且其薄膜材料易与集成电路工艺兼容，在集成电路上有非常广泛的应用。其中，锆钛酸铅(PbZrxTi1-xO3，PZT)是当前应用最广、研究最深入的铁电薄膜材料，它已广泛地应用于存储器、传感器等。制备PZT薄膜有溶胶-凝胶法(Sol-Gel)、射频磁控溅射法、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法、脉冲激光沉积(PLD)法、分子束外延(MBE)法等多种方法。本论文采用目前最先进的溶胶-凝胶方法制备PZT薄膜，该方法不仅制备工艺简单，而且适合制作集成电路工艺要求的大面积成膜。制备PZT薄膜的初始原料为醋酸铅、硝酸锆和钛酸正丁酯，乙二醇甲醚为有机溶剂。由于锆醇盐价格昂贵，而且国内不能提供，所以采用硝酸锆，实现制备材料的国产化。在PZT薄膜的优化配方及优化工艺的基础上，利用现有的条件，成功制备了Si基和GaN的MFS结构。利用Keithley 590 C-V分析仪测试了Si基和GaN基MFS结构的电容-电压曲线。基于MFS器件结构，研究并给出了开启电压模型和电容-电压模型。采用Medici器件模拟软件模拟了器件开启电压和源漏电流的关系，模拟结果表明，采用PZT薄膜栅介质材料可显著降低GaN基MIS的工作电压。本论文工作为研究、设计及制作低压低功耗GaN基MFS-FET和MIS高电子迁移器件提供了有益的参考。