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GaAs基InAlAs/InGaAs MM-HEMT，结合了GaAs衬底和InP基HEMT各自的优点，成为超高频、超高速微电子器件产业化研究领域中研究开发的新热点。本论文利用分子束外延(MBE)的实验方法，结合理论和测试设备，对多层InxAl1-xAs缓冲层材料及MM-HEMT材料，从结构设计、外延生长、器件及测试分析等各方面进行系统全面的实验和研究，主要得到了一下结果：
1、采用MBE技术在不同的低温范围(390℃-150℃)内，生长多层台阶式In组分渐变的InxAl1-xAs缓冲层。研究表明：当生长温度为340℃时，外延缓冲层的表面平整度为1.79nm，电阻率为2.8×104Ω-cm。表面探针间距1mm条件下，随着所加电压的升高，伏安特性(I-V)曲线呈线性，在加200伏电压时，漏电流仅有0.3uA，远远小于实际MM-HEMT材料应用时所要求的10uA，表明是优质的高阻InAlAs缓冲层结构。
2、采用热激电流(TSC)法，首次研究了多层InxAl1-xAs缓冲层材料中的能级情况，发现在不同的生长温度条件下都会存在的能级为0.156eV、0.295eV、0.395eV三个能级。我们认为，此深能级的形成与富As条件下产生的AsAl或AsIn反位缺陷有关。
3、采用变温HALL测试的方法，讨论了多层InxAl1-xAs缓冲层材料的导电机制。结果显示其导电机制是导带的自由电子导电，且在所测量的温度范围内，电子以本征激发为主。
4、在研究多层台阶式In组分渐变的InxAl1-xAs缓冲层基础上对其它不同的缓冲层结构进行初步研究。包括：与前期研究的五层结构相比，In组分变化较快的三层缓冲层结构和In组分先增加后较小的反向晶格改变结构，其目的是希望采取不同的结构来制造无应变的缓冲层材料。显然这方面还需要进一步实验研究。
5、通过对生长过程观察以及表面形貌的分析，结合HALL测试、低温PL谱等测试手段，对不同Ⅴ/Ⅲ比生长条件下的GaAs基InAlAs/InGaAs MM-HEMT材料的生长机制进行了系统的研究。在Ⅴ/Ⅲ比为15～60的范围内，MM-HEMT材料性能有较大改变，当Ⅴ/Ⅲ比为40时，MM-HEMT材料的性能达到最佳：表面粗糙度为2.02nm，室温HALL迁移率为10610.0cm2N.s，低温PL谱测试表明此时HEMT材料内建电场强度最大，掺杂电子向沟道中转移率是最高的。
6、采用所生长的GaAs基In0.52AlAs/In0.53GaAs MM-HEMT材料，通过标准的微电子工艺，制备了栅长0.25μm的HEMT器件，其器件阈值电压为-0.6V～0.9V，最大跨导和沟道电流密度分别为650～750mS/mm、500～550mA/mm，此性能已可以与相同结构的晶格匹配的InP HEMT相比，表明该技术在发展微波、毫米波器件及单片集成电路方面有很好的前景。