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随着集成电路技术的不断发展，晶体管特征尺寸不断缩小。目前，硅基半导体器件的特征尺寸已经接近了其物理极限。采用高k介质与金属栅材料的III-V族MOS器件具有高载流子迁移率、低栅漏电的特点，在使集成电路技术继续沿摩尔定律发展方面具有重要意义。多数III-V族半导体材料具有很高的电子迁移率，但是空穴迁移率往往较低。为了实现全III-V族CMOS工艺，对p型III-V族半导体器件的研究非常重要。锑基III-V族材料是唯一具有高空穴迁移率的III-V族材料。因此，对GaSb MOS器件的研究对实现全III-V族CMOS工艺具有重要意义。高k介质/GaSb衬底之间界面特性的优化是实现高性能GaSb MOS器件的一个关键工艺。由于高k介质/III-V族衬底有很多不同于SiO2/Si体系的性质，因此不能直接将SiO2/Si系统的界面特性表征方法照搬到高k介质/III-V族材料体系上。论文首先分析、对比了电导法、电容法等界面态密度提取算法，确定了适用于GaSbMOS器件的界面表征方法。论文搭建了基于液氮的低温测试装置，为界面特性的精确表征做了充分准备。论文提出了几种新型的界面钝化方法，包括ALD原位臭氧后处理方法、基于中性硫化铵溶液和酸性硫化铵溶液的硫钝化处理方法等。其中原位臭氧后处理方法可以配合锑基材料所需的低温高k介质生长工艺，提高高k介质的质量和界面特性；基于中性硫化铵溶液和酸性硫化铵溶液的硫钝化处理方法，能够克服普通硫化铵溶液钝化时带来的衬底表面粗糙度过大、碱性溶液不利于表面氧化物的去除等缺点。通过这些新型界面处理方法，本论文将GaSb器件的界面态密度优化到了7×1012eV-1cm-2。论文还研究了GaSb MOSFET器件制备的工艺流程与关键技术，并对其特性与机理进行了分析。论文采用自对准的前栅工艺，通过ALD技术淀积高k栅介质，采用剥离工艺实现栅金属和源漏金属电极，利用离子注入技术实现源漏掺杂，通过快速热退火技术实现杂质激活，成功制备了p型沟道的GaSb MOSFET器件。此外，论文还系统地研究了GaSb MOSFET器件的温度特性，在不同的温度区间分析了其关态漏电机理并提出了相应的模型，发现在高温度区间器件漏电流以扩散电流为主，在低温度区间器件漏电流以产生电流为主。论文工作对GaSb MOSFET未来的广泛应用具有重要意义。