GaN基半导体材料具有禁带宽度大，电子饱和漂移速度大，化学稳定性好，抗辐射，耐高温，容易形成异质结等优势，成为制造高温，高频，大功率，抗辐射，高电子迁移率晶体管(HEMT)的首选材料，是目前国际研究的热点。本论文以GaN基HEMT外延材料的可靠性作为出发点：首先利用MOCVD技术在SiC衬底上制备高质量的GaN外延层；探索SiC衬底上生长GaN外延层的应力的控制方法；研究改进和提高HEMT器件的击穿电压。主要研究内容如下：　　 1．SiC衬底上高温AlN缓冲层的晶体质量对后续生长的GaN晶体质量有着直接的影响。研究AlN缓冲层生长参数对GaN晶体质量的影响，包括AlN层的厚度，生长v/Ⅲ比，生长温度。通过优化AlN缓冲层的生长参数得到了高质量的GaN外延薄膜，其X射线衍射摇摆曲线的对称(0002)面和非对称(10-12)面的半高宽分别达到130arcsec和252arcsec。同时还利用拉曼散射研究了GaN外延薄膜中的应力，发现具有较小x射线衍射摇摆曲线半高宽的GaN外延薄膜受到的张应力也越小。　　 2．研究了SiC衬底上生长GaN应力控制的问题，尝试通过在高温AlN和GaN外延层之间插入组分渐变的AlGaN层来控制GaN中的应力。通过XRD，Raman，PL测量分析发现在引入组分渐变的AlGaN层前后GaN外延层受到的应力发生转变，在引入组分渐变的AlGaN插入层之后2μmGaN受到压应力作用。通过分析认为引入组分渐变的AlGaN插入层降低了晶格失配的压应力在界面处的释放，从而导致残余的压应力大于热膨胀系数不同引入的张应力，最终GaN表现为受到压应力作用。　　 3．研究了采用1μmAlGaN和1μm的GaN作为半绝缘层对HEMT性能的影响，相比于传统的采用2μmGaN作为半绝缘层，XRD和AFM结果显示采用AlGaN半绝缘缓冲层对HEMT缓冲层的晶体质量基本没有影响，而Hall测量结果显示，引入的AlGaN缓冲层并不影响二维电子气的浓度，反而可以有效的提高二维电子气迁移率。引入的AlGaN半绝缘层对HEMT器件在截止条件下的击穿电压也有了很大的提高。分析认为AlGaN半绝缘层引入的极化效应对于二维电子气迁移率和击穿电压的提高有着重要的作用。