近年来,具有高禁带宽度、高击穿电压、高饱和电子迁移速率等优点的氮化镓（GaN）材料在高压、高温、高频和高功率等领域大放异彩。然而,GaN高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）器件实际测量击穿电场远小于GaN材料理论击穿值。本论文针对GaN HEMT器件击穿电压提升,从器件耐压机理出发提出了三种耐压新结构并通过Sentaurus TCAD仿真软件模拟验证。（1）为解决GaN HEMT器件缓冲层漏电,本文提出了低Al组分双异质结AlGaN/GaN HEMT结构,通过使用禁带宽度更大的铝镓氮（AlGaN）代替GaN作为缓冲层材料,以此提高缓冲层势垒高度,减小沟道内电子进入缓冲层造成的漏电。仿真结果表明AlGaN缓冲层在有效减小缓冲层泄漏电流的同时,还会在一定程度上降低沟道电子浓度,随着Al组分增加沟道内电子浓度降低。结合仿真结果,Al组分为0.05的AlGaN缓冲层既能保证较低的泄漏电流也不会对沟道电子有过多损耗。（2）为解决GaN HEMT器件栅极电场集中,在双异质结AlGaN/GaN HEMT结构的基础上提出了具有极化调制层的AlGaN/GaN HEMT结构。根据极化调制原理,Al组分沿材料生长方向线性减小的AlGaN极化调制层内会诱导产生空穴。极化调制层内空穴作用主要有两个:一是在器件反向阻断时,有助于沟道内电子的耗尽,从而扩大耗尽区面积提高器件击穿电压;二是极化调制层内空穴耗尽后留下带负电的极化电荷会吸收沟道耗尽区正极化电荷发出的电力线,从而缓解栅极电场集中。仿真结果表明,所提出新结构的击穿电压从常规结构的147 V提升到了645 V,而比导通电阻仅增加0.38mΩ·cm2。（3）本文还对垂直型AlGaN/GaN HEMT（GaN VHEMT）器件结构进行了研究,制约GaN VHEMT器件击穿电压的原因主要是器件漏电和缓冲层内电场分布不均匀。针对器件漏电导致击穿电压过低,本文提出了具有电流隔离层的垂直AlGaN/GaN HEMT（CIL-VHEMT）结构,通过引入二氧化硅（SiO2）电流隔离层和改变电子转移路径来减小器件泄漏电流提高击穿电压。仿真结果表明CIL-VHEMT结构击穿电压为2127V,比导通电阻仅为1.38mΩ·cm2,同时还具有2.2V的阈值电压。而针对垂直结构缓冲层内电场分布不均匀,本文在CIL-VHEMT结构的基础上提出了带有P型埋柱的垂直AlGaN/GaN HEMT（BP-VHEMT）结构,通过在缓冲层内引入P型GaN埋柱与缓冲层形成反向p-n结来提升缓冲层内电场。根据仿真结果当P型埋柱数量为3个且埋柱厚度、长度和掺杂浓度分别为0.8μm、8μm和5×1016cm-3时缓冲层内电场分布均匀,器件理论最高击穿电压为2654V。