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随着高频器件在电子信息技术领域的广泛应用，以GaAs-HEMT为代表的新一代微波以及毫米波器件成为高频卫星通信、射电天文、电子战等领域不可或缺的核心部件。近年来，由于石墨烯材料的零禁带特性使得石墨烯场效应晶体管等高频器件也逐渐引起国内外研究者的广泛关注。Si作为使用最广泛的半导体材料，其成熟的工艺和优良的材料特性使得器件具有成本低、应用广泛等特点。本文主要研究了Si基GaAs-HEMT结构和Si基石墨烯场效应晶体管直流特性及加工工艺。(1)用TCAD工具对所设计的GaAs-HEMT结构进行直流特性仿真：①.随着势垒层厚度的增加，GaAs-HEMT结构的阈值电压逐渐增大，源漏跨导随势垒层厚度的降低逐渐收敛；②.GaAs-HEMT器件跨导随栅长的减小而增大且阈值电压随栅长的增加向正电压方向移动；③.势垒层掺杂会导致栅极漏电流的增大同时器件出现双导电沟道；④.GaAs-HEMT结构的温度系数与栅极电压有关，当栅压为0V时在10-6数量级。(2)设计加工了Si基GaAs-HEMT的结构：①.利用超晶格技术对Si基GaAs薄膜材料进行优化，对优化后薄膜材料利用扫面电子显微镜（SEM）观察得到其缺陷密度约为106数量级，利用原子力显微镜(AFM)得到10μm×10μm的薄膜范围内，表面粗糙度为5.21nm，同时利用透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)可以明显观察到薄膜质量得到优化。②.利用柠檬酸/双氧水对GaAs和AlGaAs材料腐蚀速率不同的特点，得到了柠檬酸:双氧水=3:1时GaAs/AlGaAs的选择性腐蚀比最大约为3.5。③.利用表面微电子工艺制作出了Si基GaAs-HEMT结构。(3)设计加工了Si基石墨烯场效应晶体管结构，利用反应离子刻蚀（RIE）工艺、欧姆接触工艺、肖特基接触工艺、金属剥离工艺以及原子层沉积(ALD)工艺等工艺加工制作出了Si-GFET结构。(4)测试了Si基高频场效应晶体管结构的基本电学特性：①.对Si基GaAs-HEMT结构进行直流测试，经过拟合得到其最大源漏电流约为7mA，阈值电压约为-2.8V，针对测试结果分析Si基GaAs-HEMT结构的工艺可行性。②.测试了Si-GFET直流特性，得到器件的沟道电阻分在1600左右。本文将GaAs-HEMT结构的高频特性与Si材料的力学特性相结合，创新性地提出了Si基GaAs-HEMT结构并实现其加工工艺，为扩展GaAs-HEMT结构的应用范围提供一定的工艺基础。此外实现了Si基石墨烯场效应晶体管结构的加工工艺，得到了性能良好的Si-GFET结构。