作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表,GaN基材料由于具有禁带宽度大、击穿电场强、饱和电子漂移速度大及化学性质稳定等特点,在高温、高压、微波、大功率器件领域具有广阔的应用前景。其中,AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)是新型的微波功率器件,与传统微波器件相比,具有高跨导、高击穿电压、高截止频率等优良特性,将是下一代无线通信系统功率放大器的核心元件。自1993年世界上第一支AlGaN/GaN HFET问世以来,对于AlGaN/GaN HFET的研究已经获得了长足的进步。目前最新型的AlGaN/GaN HFET在AlGaN/GaN异质界面处有一层薄的AlN插层。A1N插层可以抑制三角形势阱内的二维电子气(2DEG)向AlGaN势垒层扩散,以及减少2DEG传输过程中受到的合金散射。然而AlGaN/GaN HFET器件仍然存在着一些未解决的问题,例如高频条件下器件出现的电流崩塌效应,器件在高温环境下工作的可靠性问题等。这些问题阻碍了AlGaN/GaN HFET功率器件的大规模商用进程。本论文正是以这些问题为出发点,进行了如下几方面的研究：1.AlGaN/AlN/GaN肖特基势垒二极管(SBD)2DEG电子迁移率研究。提出了一种计算AlGaN/AlN/GaN肖特基势垒二极管肖特基接触下串联电阻的方法功耗法,并证明了这种方法的有效性。根据功耗法,利用实验测得的电流-电压(I-V)曲线和电容-电压(C-V)曲线计算了AlGaN/AlN/GaN肖特基势垒二极管肖特基接触下串联电阻及2DEG电子迁移率。计算结果表明,肖特基接触下串联电阻是肖特基势垒二极管总电阻的重要组成部分,是不能忽略不计的。2.肖特基漏AlGaN/AlN/GaN HFET AlGaN势垒层应变研究。在AlGaN/AlN/GaN异质结材料上制备了一系列栅极接触面积不同的肖特基漏HFETs,以及对应的相同尺寸的传统HFETs作为对照。我们根据功耗法计算了肖特基漏AlGaN/AlN/GaN HFETs漏端串联电阻及栅漏间沟道2DEG电子迁移率,并与对照组的计算结果作比较。结果表明,与传统AlGaN/AlN/GaN HFETs相比,肖特基漏AlGaN/AlN/GaN HFETs具有更小的漏端串联电阻,更高的栅漏间沟道2DEG电子迁移率。其原因在于当高温快速退火使欧姆接触形成时,金属原子会发生明显的横向扩散,大量的金属原子进入AlGaN势垒层,导致栅漏间AlGaN层的应变不均匀,产生很强的极化梯度库仑场散射。肖特基漏AlGaN/AlN/GaN HFETs漏端接触的形成未经过退火,没有发生金属原子的横向扩散。与欧姆接触相比对栅漏间AlGaN势垒层应变影响程度降低,器件栅漏间的极化梯度库仑场散射随之降低。3.AlGaN/AlN/GaN异质结界面陷阱态研究。根据AlGaN/AlN/GaN异质结材料的等效物理模型,结合测得的电流-电压曲线、电容-电压曲线及电导-电压(G-V)曲线,计算了不同欧姆接触电阻率的AlGaN/AlN/GaN异质结材料器件的界面陷阱态密度、时间常数及陷阱态能级等表征界面陷阱态信息的参数。研究结果表明,欧姆接触退火导致的金属原子扩散是影响界面陷阱态密度、时间常数及陷阱态能级等参数的重要因素。