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锑化物半导体材料是研制下一代高性能微电子及光电子器件的理想材料体系，在高速器件应用方面，AlSb/InAsSb材料体系由于其独特的能带结构及InAsSb优异的微电子特性引起的了人们的广泛关注。InAsSb材料体系具有Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中理论上最高的迁移率，并且与AlSb形成的Ⅰ型能带结构能够对电子和空穴产生很好的限制作用。相对于传统的GaAs基及InP基高电子迁移率晶体管，能够在极低的工作电压实现高速、低功耗及低噪声等优良的性能，具有巨大的应用潜力。 本论文对锑化物量子阱结构的输运特性进行了理论分析和实验研究。主要内容包括:在理论上，对AlInSb/InAsSb量子阱异质结构的输运特性进行了系统的研究;在实验上，对AlSb/InAs HEMT结构及AlSb/InAsSb量子阱结构进行了MBE生长及性能研究。本论文取得主要成果为: 1.利用自洽求解薛定谔方程和泊松方程，获得AlInSb/InAsSb量子阱结构中的二维电子气浓度，并以此为基础，计算了AlInSb/InAsSb异质结构的2DEG迁移率。在计算过程中，考虑了非抛物线效应和应变效应对有效质量的修正，尤其是考虑了位错散射、带内散射和带间散射对迁移率的影响。 2.以优化2DEG迁移率为出发点，从理论上讨论了影响AlInSb/InAsSb量子阱结构中迁移率的各因素，包括量子阱厚度、AlInSb上势垒层厚度、空间隔离层厚度、远程掺杂浓度、位错密度和InAsSb量子阱中Sb组分。通过调节AlInSb势垒层中Al组分使得InAsSb量子阱处于应变状态，AlInSb/InAsSb量子阱结构在远程掺杂浓度为4×1012cm-2时实现高达40387cm2/Vs的室温迁移率，同时不引起带间散射及平行电导，其优异的微电子特性明显高于AlSb/InAs量子阱结构。 3.在基于AlSb缓冲层的AlSb/InAs HEMT结构的MBE生长基础上，进行了基于AlGaSb缓冲层的AlSb/InAs HEMT结构的生长及性质研究。首先对GaAs衬底上AlGaSb的单层生长进行了优化，结果表明，530℃-550℃是生长AlGaSb的最佳温度区间。我们以进一步优化AlGaSb缓冲层的生长为出发点，以获得具有优异输运特性的AlSb/InAsHEMT结构为目的，对AlSb/InAs HEMT结构的MBE生长进行了一系列优化，成功的生长了高质量的AlSb/InAs HEMT结构，其300K迁移率为28000cm2/Vs，达到国际上的先进水平。 4.对AlSb/InAs0.8Sb0.2量子阱结构进行了MBE生长及性质研究，讨论了影响量子阱中迁移率的各因素，包括挡板开关顺序及生长间隔、InAsSb生长温度及InAsSb量子阱厚度，并从晶体质量、电学性能、表面形貌及界面情况等方面进行了表征及分析，结合拉曼光谱测试及二次离子质谱分析，表明生长温度和挡板开关顺序是影响界面平整度的关键因素。在优化的生长参数下，成功生长室温迁移率为16170cm2/Vs的AlSb/InAs0.8Sb0.2量子阱结构，为生长高性能AlInSb/InAsSb量子阱结构奠定了基础。