近年来,具有的高击穿场强、热传导率和高电子迁移率等优点的GaN材料吸引了研究人员的注意,GaN基HEMT电子器件成为了半导体器件的研究热点之一。传统肖特基栅结构的AlGaN/GaN HEMT器件在栅极漏电,栅压摆幅和击穿特性等方面表现不尽如人意。通过在栅极和AlGaN之间插入高k栅介质,制备MOS-HEMT器件能有效改善以上参数。然而,引进的栅介质/AlGaN界面增加了系统的复杂度。界面的缺陷态和介质的体电荷会引起阈值电压负向漂移和迟滞、电流崩塌等状况。因此,选择合适的栅介质材料和制备工艺、获得高质量界面和高稳定性的MOS器件是研究的重点。在此背景下,本论文分别研究了等离子增强气相沉积（PECVD）沉积的Si化合物栅介质MOS-HEMT器件和磁控溅射沉积的Al₂O₃栅介质MOS-HEMT器件,主要内容如下:（1）分别制备了SiN_x、SiON和SiO₂三种不同栅介质的MOS-HEMT器件,并对其特性进行了系统的比较分析。优化了PECVD沉积氮氧化硅（SiON）的制备条件,制得介电常数为6.27,击穿场强为9.69MV/cm的薄膜。器件性能方面,SiO₂对栅极漏电的改善效果最好,在SiON MOS-HEMT器件上获得了最大击穿电压428V。通过变频CV、转移曲线脉冲IV测试得到了三种器件的界面态密度和分布情况。SiN_x MOS结构的界面态主要分布在相对浅能级,而SiON和SiO₂ MOS结构的界面态主要集中在深能级。深能级界面态在电流崩塌中起主要作用,SiN_x MOS-HEMT器件在施加关态漏极电压应力后电流衰减量最小,在界面质量方面表现最好。（2）制备了Al₂O₃ MOS-HEMT器件。首先优化磁控溅射沉积Al₂O₃的制备条件,制得击穿场强9.1MV/cm的薄膜。随后研究了溅射工艺对AlGaN/GaN外延的损伤,通过退火工艺对损伤进行修复,使电流衰减程度由65%⁷0%降低至5%。使用先沉积栅介质后沉积钝化层和先沉积钝化层后制备栅介质两种不同的工艺流程完成了MOS-HEMT器件制备,加入真空热处理工艺改善了栅槽刻蚀的负面影响。使用CV测试和脉冲测试提取了界面态信息,取得关态漏极电压应力200V下电流小幅增长的较好效果。