第三代半导体材料GaN具有很多优越的材料特性,在5G射频器件中有广阔的应用前景。随着对于器件频率的不断追求,器件尺寸在放缩的过程中,浮空T型栅的栅脚无法与巨大的栅帽相匹配,造成栅结构的机械稳定性问题。为了解决这一问题,本文对浮空T型栅的结构进行优化和改进,首先通过Silvaco软件进行器件仿真,之后研究自支撑浮空T型栅的制备工艺,最终制备出支撑浮空T型栅器件。通过对器件进行仿真分析,获得了SiN钝化层与栅结构对于器件频率的影响趋势。随着SiN钝化层厚度的减少或SiN开孔宽度的增加,器件的ft、fmax有增加的趋势。随着栅帽长度的减少或栅脚高度的增加或栅支柱长度的减少,器件的ft、fmax有增加的趋势。通过这些仿真的趋势,可以为实际流片提供指导意义。对自支撑浮空T型栅的制备工艺进行开发。提出了一种使用PMMA\PMMA-MA\PMMA-MA电子束光刻胶,经过一次曝光一次显影便可以定义自支撑浮空T型栅的工艺方法,没有增加额外的工艺步骤。该方法通过对邻近效应距离的研究,获得了栅帽长度在400-900 nm对应的邻近效应距离。然后对光刻胶的显影时间进行研究,获得与衬底良好接触的自支撑浮空T型栅。为了进一步提高自支撑浮空T型栅的成品率,使用蓝膜进行金属剥离。利用该工艺制备出的自支撑浮空T型栅器件,栅极形貌规整、栅极机械结构稳定,十分适合HEMT器件的生产。采用此工艺制备出的AlGaN/GaN HEMT自支撑浮空T型栅器件,栅支柱占空比为1%,栅长100 nm,栅帽长度900 nm,栅脚高度200 nm,栅宽100μm,源漏间距3μm。栅压为2 V时,其饱和电流984 m A/mm,最大峰值跨导231 m S/mm,电流增益截止频率ft为60 GHz,最高振荡频率fmax为104 GHz。自支撑浮空T型栅器件由于采用了SiN钝化层,能更好的抑制电流崩塌现象,并且成品率比浮空T型栅器件高28%。对不同尺寸的自支撑浮空T型栅进行研究发现,随着栅支柱占空比的减小,器件的阈值电压略微往正方向移动,器件的饱和电流以及最大跨导的值在增大,器件的击穿电压基本上没有变化。但是由于自支撑浮空T型栅器件钝化层寄生电容的影响,与浮空T型栅相比,器件的ft下降了3 GHz,器件的fmax下降了46 GHz。并且,从统计上看,自支撑浮空T型栅器件的击穿电压略低于浮空T型栅器件。实验结果表明,本文制备出的自支撑浮空T型栅能够在对浮空T型栅的频率性能影响不大的情况下,提高栅极的机械结构稳定性与成品率。因此本文中提出的栅结构为提高当前的GaN基HEMT器件栅极稳定性提出了一个切实可行的解决方案。