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功率半导体器件在电力电子、微波通信等领域具有极其广泛的应用,近年来市场对工作频率、耐压能力等性能不断提出新的要求。在硅基器件已逐渐逼近其理论极限的情况下,具有宽禁带、高击穿电场、耐高温、抗辐射等优点的GaN材料具有很大的潜在市场价值。利用AlGaN/GaN异质结存在高密度、高迁移率的二维电子气,可以实现耐压、高频性能均非常优异的HEMT器件。本文通过仿真和实验研究了增强型凹槽栅AlGaN/GaN MISHEMT的性能和工艺,并进行了栅沉式AlGaN/GaN HEMT新结构的开发,主要内容包括:（1）通过silvaco atlas仿真研究了栅槽刻蚀、栅介质对HEMT性能的影响。随着刻蚀深度增加,HEMT的阈值电压和栅泄漏电流均不断上升。在淀积栅介质形成凹槽栅MISHEMT结构后,器件栅泄漏电流、最大跨导和饱和电流随着栅介质厚度增加而下降。常规HEMT和凹槽栅MISHEMT的源漏击穿电压均随着栅漏距离上升而增加,但栅漏距离相等时凹槽栅MISHEMT具有更大的击穿电压。（2）通过实验制备了凹槽栅AlGaN/GaN MISHEMT,采用多次低速刻蚀的方式刻蚀了20nm左右的AlGaN层,成功实现阈值电压为1.4V的增强型器件。器件在5V栅压偏置下饱和电流为390mA/mm,导通电阻是15.31?mm。凹槽栅MISHEMT的栅泄漏电流保持在10-10mA量级,比常规肖特基栅HEMT小6个量级。提出ICP干法刻蚀栅槽并通过热氧化湿法刻蚀修复刻蚀界面的方法,将器件的导通电阻降为12.43?mm,在5V栅压偏置下饱和电流提升到500mA/mm,器件的最大跨导为170mS/mm,实现了106的开关比。（3）设计并制备了基于钽金属栅沉的AlGaN/GaN HEMT新结构器件,通过对比研究发现退火工艺的退火时间与温度可以对栅沉效应进行调控。450℃温度下退火200s后,器件的阈值电压从-6V上升到-3V左右。器件的阈值电压和栅泄漏电流均会随退火时间和温度的增加而上升,而通过淀积TaNx栅提升肖特基势垒可以进一步提升阈值电压并抑制栅泄漏电流。通过氧气环境中退火制备了热氧化栅沉式AlGaN/GaN MISHEMT,550℃退火1小时的器件阈值电压达到-2.3V,栅泄漏电流为10-5mA量级。热氧化在保证栅沉效应进行的同时,将表层Ta金属氧化为Ta2O5高K介质,可以抑制栅泄漏电流。