随着半导体产业的发展,依照摩尔定律,集成电路的器件尺寸越来越小,密度也越来越高。由于电源电压并没有随着器件的尺寸降低,造成严重的功耗问题。目前应用最为广泛成熟的Si基器件及电路无法完全满足不同功能模块的高性能需求。为了能够在低电压与低功率下仍然拥有优秀的器件特性,以高电子迁移率材料作为器件的沟道材料是未来器件发展的一个重要方向。因此,我们将目光聚焦在新材料体系下的性能更高的器件和电路模块。在所有可能的新材料中,III-V族化合物半导体被视为最具潜力的材料之一。在研究较为成熟的III-V族化合物半导体材料中,InAs材料具有迁移率高、载流子饱和漂移速度大等优势,但因为缺少晶格匹配的半绝缘衬底等原因,InAs沟道的高电子迁移率晶体管的材料外延仍有待于研究;此外Si与InAs之间超大的晶格失配也一直是阻碍硅基InAs沟道材料器件发展的障碍。为了解决上述材料外延的问题,本文主要叙述了如何利用分子束外延设备（MBE）,在GaAs半绝缘衬底上外延生长InAs/AlSb高电子迁移率晶体管材料样品。并且,还在Si衬底上成功地外延生长了InAs/AlSb量子阱结构,为之后的器件制作及异质集成电路的研究打下了基础。在GaAs基InAs/AlSb高电子迁移率晶体管材料外延的研究中,本文开展了以下工作:（1）生长温度和V/III比对于AlGaSb缓冲层的影响,通过一系列对比试验确定了缓冲层的最佳生长温度和最佳V/III比。（2）在InAs/AlSb量子阱的生长实验中,通过对比测试,并且使用原子力显微镜（AFM）和霍尔测试（Hall Measurement）等手段,解决了InAs沟道和AlSb势垒层中InSb界面厚度、AlSb隔离层厚度等问题。最终,在GaAs半绝缘衬底上外延生长了电子迁移率为20500 cm²/V·s,载流子浓度为2.3×10¹² cm^-2,表面RMS值为1.27nm的材料样品,为以后的晶体管器件的制作提供了材料。在Si衬底上外延生长的InAs/AlSb量子阱结构的研究中,分别取得了如下成果:（1）采用两步法,直接在[1 0 0]晶面偏[1 1 0]晶面4°倾角的Si衬底上生长两层InAs材料得到的样品的电子迁移率为3600 cm²/V·s。通过对比样品组,发现第二层InAs的生长温度对于材料的整体质量影响较大。并分析认为,这是因为在升温到第二层InAs的生长温度的过程对于第一层InAs材料是一种退火过程,这一退火过程减少了第一层InAs材料中由于超大晶格失配所引入的贯穿型位错,使得生长第二层材料时有了较为良好的基础。在加入退火步骤后,生长得到的InAs材料的电子迁移率提升为了4640 cm²/V·s,验证了上述猜想;（2）将GaAs基InAs/AlSb高电子迁移率晶体管的结构移植到Si衬底上。在生长InAs/AlSb量子阱结构前,首先生长AlGaSb缓冲层。通过引入AlGaSb缓冲层,得到了电子迁移率为5400 cm²/V·s的样品,样品表面形貌也得到了改善;（3）在引入GaAsSb/AlGaSb缓冲层并且使用MEE生长方式首先在Si衬底表面外延生长了3 nm的GaAs材料的条件下,得到了电子迁移率为10200 cm²/V·s的InAs材料,为Si上异质外延Ⅲ-Ⅴ族材料提供了坚实的基础。