GaN基HEMT器件是当前最受关注的电力电子器件之一,具有非常广泛的应用前景。为了不断提高HEMT器件在电源开关领域的的工作性能,需要不断优化其结构与制造工艺,从而提高器件击穿电压、提高p-GaN栅耐压、提升输出电流密度等。为此,本文重点从提升耗尽型AlGaN HEMT器件耐压、降低增强型GaN HEMT器件栅漏电、探索大电流ScAlN/GaN HEMT器件等三个方面,分别对GaN基HEMT器件的结构进行了设计与优化。本文主要的研究成果如下:（1）针对HEMT器件的击穿问题,提出了具有RESURF结构的Al0.4Ga0.6N/Al0.1Ga0.9N HEMT器件。首先,通过优化其p型掺杂区的掺杂浓度,当掺杂浓度为5×1018cm-3时,将击穿电压由常规器件的819 V提高到了1256 V,阈值电压由常规器件的-2.71 V提高到了-2.57 V。随后固定掺杂浓度,对不同掺杂区长度的RESURF结构AlGaN沟道HEMT器件的电学特性进行了研究。当掺杂区长度由1μm增大到4μm时,BV由1256 V提高至1746 V,器件FOM由常规器件的2.49×108V2·Ω-1·cm-2提高到了8.28×108V2·Ω-1·cm-2。引入p+掺杂区后,会在掺杂区漏端引入一个新的电场峰值。不同p型掺杂区长度的器件,其电场分布在竖直方向分量积分面积则有所下降,最终达到了优化电场分布的效果,从而提高了击穿电压。最后,对不同铝组分下RESURF AlGaN HEMT器件击穿特性进行了进一步讨论。常规AlGaN沟道HEMT器件,当沟道层/缓冲层的Al组分从10%增加到25%时,击穿电压从819V增加到1372 V,FOM由2.49×108V2·Ω-1·cm-2增加到了3.22×108V2·Ω-1·cm-2。而对于RESURF结构AlGaN HEMT器件,将Al组分从10%增加到25%,击穿电压则由1746 V增加到2199 V。（2）通过在带p-GaN帽层的GaN增强型HEMT器件中引入栅介质,有效降低了器件栅漏电。首先,使用O2 plasma对带p-GaN帽层的GaN增强型HEMT器件的p-GaN进行表面处理,研究其对器件阈值电压和栅漏电的影响。研究表明,O2 plasma处理能够有效减小器件栅漏电,当栅压为10V时,经过5 min、200 W O2 plasma处理器件的栅漏电比未经该处理的器件减小一个数量级以上,从而将栅耐压由4.12 V提升至10 V以上。p-GaN增强型HEMT器件中引入Al2O3栅介质同样可以有效抑制HEMT器件的栅漏电,其栅漏电比常规p-GaN增强型器件降低了一个数量级以上。与此同时,该结构还能够提高器件阈值电压,阈值电压由2.27 V提高到了4.62 V。将Al2O3栅介质与栅源桥结构结合后,阈值电压可由2.27 V提高到6.58 V。（3）对ScAlN/GaN大电流HEMT器件进行了仿真,获得了开关比为～106,跨导峰为0.59 S/mm,输出电流IDS=4.77A/mm的大电流器件,实现了远高于常规AlGaN/GaN HEMT器件的电流密度。随后对p-GaN帽层ScAlN/GaN增强型HEMT器件进行了仿真,获得的增强型阈值电压为VTH=1.98 V,开关比为～106,跨导峰值为0.32 S/mm,饱和输出电流Isat=1.91A/mm,实现了远高于常规p-GaN增强型器件的电流密度。当在p-GaN ScAlN/GaN HEMT器件中引入20 nm Al2O3作为栅介质后,器件阈值电压被提高至4.83 V,而且该阈值电压可随栅介质的参数进行合理调制。综上,本文对GaN基HEMT的器件击穿电压、p-GaN栅耐压、输出电流密度方面开展了设计优化研究,获得了较好的设计结果,展示出了GaN基HEMT器件在电力电子领域的巨大优势与广阔的应用前景。