本发明公开了一种后栅工艺MOS器件的制备方法，包括：在半导体衬底上形成MOS器件的假栅沟槽，假栅沟槽底部覆盖有假栅氧化层；去除假栅沟槽底部的假栅氧化层，直至露出半导体衬底上表面；在半导体衬底上表面上形成金属栅极氧化层；在金属栅极氧化层上形成高介电常数介质层；利用MOCVD工艺在高介电常数介质层上形成金属功函数层；原位处理金属功函数层；向假栅沟槽内填充金属，以在处理后的金属功函数层上形成金属栅电极层；用化学机械研磨法对金属栅电极层进行平坦化，形成金属栅极。该方法形成的金属功函数层的台阶覆盖率较好，能够增大假栅沟槽内的金属栅材料的填充空间，能够满足日益缩小的假栅沟槽特征尺寸对MOS器件性能的要求。