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功率半导体器件是现代电力系统的核心部件，是世界各国科研机构和企业研究的热点领域。随着经济社会的发展，新的技术新的需求不断出现，如新能源汽车、轨道交通、智能电网、消费类电子、工业控制、航空航天、武器装备等应用领域对功率半导体器件提出了新的要求。传统的Si基功率半导体器件（Si基MOSFET器件和IGBT器件）已经越来越不能满足新的需求，以GaN半导体材料为代表的第三代半导体材料应运而生，GaN半导体材料具有禁带宽度大、临界击穿电场强度大、电子饱和速度高、高温特性好等优点，开启半导体器件的新纪元。基于AlGaN/GaN HFET异质外延材料的功率半导体器件，具有导通电阻低、工作频率高（MHz以上）、高温特性优良等优点，适用于更高效率、更低功耗、更高功率密度、小体积的电力系统。 本论文围绕AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件，在高压大电流低功耗和增强型器件等方面开展了研究工作，具体研究内容和研究结果如下: 1.研究并优化了AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件的关键技术，包括台面刻蚀隔离、源漏金属电极欧姆接触、栅金属制备和ALD生长栅Al2O3介质层等。实现了台面刻蚀隔离漏电几百pA数量级，源漏金属电极欧姆接触比接触电阻率为2.8×10-5Ω·cm2，肖特基栅在-20V反向电压下，漏电流为796nA。引入栅介质层Al2O3后，在-20V反向电压下，栅漏电为228pA。 2.研究了肖特基栅AlGaN/GaN HFET功率开关器件和AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件的直流输出特性、转移特性和击穿特性。对比了单指肖特基栅AlGaN/GaN HFET功率开关器件和单指AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件I-V直流输出特性、栅反向漏电特性、转移特性、击穿特性，测试结果表明:采用ALD沉积Al2O3作为栅介质层的AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件，与肖特基栅器件相比，栅极反向漏电下降了四个数量级，饱和电流密度从520mA/mm增加到680mA/mm，提高了31％，击穿电压从500V提高到了640V（栅漏间距10μm），开启关断电流比超过了109，提高了四个数量级。 3.研制了AlGaN/GaN MOS-HFET多指功率开关器件，成功采用SiN介质桥技术，实现源跨越栅总线。多指器件的饱和电流达到了3.5A，饱和电流密度为288mA/mm，导通电阻为1.7Ω(Vgs=0V)，特征导通电阻为3.51 mΩ·cm2，击穿电压超过400V（栅漏间距为10μm），开启关断电流比接近109，栅源电压为-20 V时的栅漏电为0.75nA，在栅源电压为+10 V时，多指功率开关器件的栅漏电为0.61nA。 4.提出了采用低功率低速ICP刻蚀技术及O2等离子体处理和盐酸HCl处理损伤修复技术，实现了槽栅增强型AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件。栅宽0.9mm的器件（栅漏间距为10μm）阈值电压为+4.6V、饱和电流密度108mA/mm，击穿电压超过了450V，关断漏电流为23μA，特征导通电阻4mΩ· cm2，开启关断电流比为5×108;同时在室温下，器件在栅源电压为-20 V时的栅漏电为0.65nA，在栅源电压为+12 V时器件的栅漏电为225nA。设计和研制了多指增强型AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件，实现了大面积的槽栅增强型器件（总栅宽10.35mm，栅漏间距为10μm）:阈值电压为+4.3V，饱和电流达到了0.71A，击穿电压超过了400V，关断漏电流为320μA，特征导通电阻为5.73mΩ·cm2，开启关断电流比为109;同时在室温下，器件在栅源电压为-20 V时的栅漏电为1.8nA，在栅源电压为+10V时器件的栅漏电为31nA，但是当栅源电压达到+12V时候，器件的栅漏电达到了1.6μA。 5.进一步研究和优化低功率低速ICP刻蚀技术及损伤修复技术，实现了饱和电流密度326mA/mm的槽栅增强型AlGaN/GaN MOS-HFET功率开关器件。