随着社会生产的需求,GaN作为宽禁带材料,由于其优异的特性以及无需掺杂就能产生二维电子气的优势,成为高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一,是理论上转换效率最高的材料体系,成为现阶段的研究热点。本论文简单介绍了GaN材料特性,介绍了GaN电力电子器件的研究进展和热点。总结了国内外研究的技术手段和问题。为了改善AlGaN/GaN HEMT器件电学性能,为此提出了从工艺方面和器件尺寸方面改进。首先针对工艺方面的改进,通过Silvaco里的Athena系统仿真了Al组分和AlGaN势垒层厚度对器件的影响,仿真了其异质结二维电子浓度、异质结能带、转移特性、输出特性、击穿电压,确定了最优Al组分和AlGaN势垒层厚度。然后仿真了钝化层内应力对器件的影响,仿真了其转移特性和输出特性。其次针对器件结构和尺寸的优化,通过Silvaco里的Atlas系统仿真了栅场板、源场板、栅源复合场板,以及其场板长度和场板钝化层厚度变化对器件的电学特性影响。仿真结果表明场板结构不影响器件的阈值电压、跨导、输出特性,只影响击穿电压和电场强度分布。通过比较FOM值,发现最优结构为栅源复合场板结构,栅场板长度为5μm、源场板长度为16μm、栅场板钝化层厚度为=0.1μm、源场板钝化层厚度为0.4μm时,击穿电压可以达到1644.3 V,相比无场板结构,是其的4.25倍。最后为了验证仿真结论来制备出最优的AlGaN/GaN HEMT器件,分别流片3片,用L-edit绘制软件分别绘制11种不同器件结构和不同场板长度的版图,制作出光刻掩膜版。经过一系列工艺流程,进行器件的直流特性测试。通过测试验证了仿真结果得出的结论:场板结构不影响器件的阈值电压、跨导、最大饱和电流、栅泄露电流,只影响器件的击穿电压。且栅源复合场板结构的器件最大击穿电压确实高于其他场板结构,当栅场板长度为4μm,源场板长度为16μm时,为1118 V。内应力对最大饱和电流、阈值电压、跨导、栅漏电流有明显的影响,随着内应力的增强,阈值电压越来越大,其跨导小和最大饱和电流越来越小,最佳内应力为0.5 GPa。