依照摩尔定律集成电路晶体管的数目成倍增加，高密度的晶体管在工作时会产生大量功耗，散发的热量严重影响了芯片的性能。具有高电子迁移率的Ⅲ-Ⅴ族半导体材料可以有效降低功耗。研究表明，在硅衬底上生长Ⅲ-Ⅴ族纳米线可以有效地降低失配位错的密度。因此，制备硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线沟道晶体管，对于高速、低功耗的器件的发展具有重要意义。本论文围绕硅基选区横向生长Ⅲ-Ⅴ族纳米线，详细研究了SOI图形衬底的设计和制备工艺，分析了图形衬底对Ⅲ-Ⅴ族纳米线选区横向生长过程的影响，以及栅介质界面的费米能级钉扎效应等。主要内容如下:　　1，从气相-液相-固相生长和选择区域生长的角度，阐明了在硅衬底上无位错地生长高晶体质量Ⅲ-Ⅴ族纳米线的机制。在此基础上，介绍了垂直结构和水平结构Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管的制备方法，比较了自上而下纳米加工技术、垂直生长、水平生长、衬底转移和硅沟槽横向制备Ⅲ-Ⅴ族纳米线的工艺优缺点。垂直结构纳米线容易实现高密度生长，而水平结构纳米线有利于逻辑布线。　　2，具体研究了硅基Ⅲ-Ⅴ族横向纳米线晶体管的衬底图形化的关键制备工艺。利用电子束直写曝光、ICP刻蚀SiO2层以及化学腐蚀在厚度为88 nm的SOI衬底顶层硅上制备出具有垂直(111)晶面的叉指结构图形衬底。在此基础上，在叉指侧面垂直相对的两个(111)晶面之间选区横向生长InGaAs纳米线，形成异质结桥接结构，纳米线的最小直径约为70-80 nm。　　3，分析了衬底图形化工艺对InGaAs纳米线生长的影响。比较了在体硅衬底上采用ICP刻蚀和TMAH化学腐蚀两种工艺分别制备出3μm深具有(111)晶面侧壁的沟槽，通过观察从沟槽侧壁横向生长InGaAs纳米线的形貌，可以看出化学腐蚀的(111)晶面更有利于纳米线的生长。进一步，研究了不同浓度和加入异丙醇后的TMAH腐蚀液的腐蚀结果，发现获得纳米线生长最佳的光滑(111)垂直晶面所对应的腐蚀液配比为TMAH∶ H2O∶ IPA=5∶15∶2，腐蚀时间为80秒。　　4，研究了栅介质界面的费米能级钉扎效应。我们通过计算有效功函数和钉扎因子，研究了金属栅、多晶硅栅和金属硅化物栅的介质界面态密度对费米能级钉扎效应的影响。根据有效功函数和钉扎因子，可以看出金属栅介质的界面态密度增大会显著增强钉扎效应，这与多晶硅栅和金属硅化物栅有很大不同。计算结果表明，耐高温、低阻抗的金属硅化物更适合作为MOS技术的栅材料。