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氮化镓（GaN）作为第三代半导体,具有高电子迁移率、高击穿场强、耐高温和抗辐照等诸多优点,所以GaN基HEMT器件十分适合应用于下一代5G通讯、国防军事以及航空航天等特殊领域。但是现阶段GaN基HEMT器件存在着一些可靠性问题,造成了GaN基HEMT器件在商业化的道路上受到了一定程度的阻碍。外界环境,例如电场、温度、辐照等,是造成GaN基HEMT器件退化的外因,而内在的陷阱效应才是引起GaN基HEMT器件退化的内因,因此了解GaN基HEMT器件的退化机制与陷阱效应具有非常重要的意义。本论文主要针对耗尽型HEMT器件和MIS-HEMT器件在电应力下的退化与缺陷进行了分析和研究。首先对耗尽型HEMT器件依次开展了开态应力、关态应力以及正反向偏置实验。实验结果显示,在开态应力前期并无明显的热电子效应的发生,仅存在电场导致的电子退陷过程,表现为阈值电压负向漂移。随后热电子效应的凸显,热电子被AlGaN势垒层中的陷阱俘获,抵消一部分电子退陷作用,阈值电压开始正向漂移恢复,同时热电子效应造成了新的界面态产生,导致跨导下降。通过改变漏极电压、器件尺寸和电压施加方式对器件开展不同的关态应力实验,关态应力下器件均发生了电子退陷过程,表现为阈值电压负向漂移。相同器件尺寸、高漏极电压和相同漏极电压、小器件尺寸这两种情况导致器件处于较强的电场中,器件会发生逆压电效应产生了新的陷阱,表现为栅泄漏电流的增大,这说明了高电压或器件小尺寸带来的强电场是导致逆压电效应的决定性因素。在保持栅漏电压差不变的情况下,发现仅栅极施加负向应力后,栅泄漏电流发生了增大,说明栅极应力对器件造成的损伤要高于漏极应力。正反向偏置实验证明了AlGaN势垒层中的原生陷阱多为满态,在电场作用下极易发生电子退陷过程,导致器件阈值电压的负向漂移。然后对MIS-HEMT器件分别开展了正向偏置与反向偏置应力实验,通过实验确定了MIS-HEMT器件中主要的原生陷阱为Si3N4介质层/AlGaN势垒层界面态陷阱。当器件处在正向偏置应力下,二维电子气沟道电子会填充界面态陷阱。如果漏极施加高电压后,大量的热电子同样也会填充界面态陷阱,导致器件的阈值电压正向漂移。介质层材料如果存在较强的陷阱辅助遂穿或漏电通道,MIS-HEMT器件在反向偏置应力下也会出现填充界面态的过程,导致器件阈值电压正向漂移。