由于GaN材料具有禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和速度高、抗辐射能力强和化学稳定性好等优越的性质,因此AlGaN/GaN HEMT器件成了制作微波大功率器件的理想继任者。尽管AlGaN/GaN HEMT器件在微波大功率特性方面取得了很大的进步,但仍然存在着许多制约因素限制了其性能的提升和应用发展。其中热退火对AlGaN/GaN异质结材料特性的影响与GaN材料腐蚀坑特性的研究都是迫切需解决的问题。针对GaN材料热退火的研究,本文采用HEMT器件制备过程中的快速热退火过程,预测热退火对GaN基HEMT器件的影响。针对GaN材料腐蚀坑特性的研究,本文用熔融的KOH腐蚀掺杂的n-GaN和p-GaN外延层材料,分析后确定了不同的腐蚀坑与不同位错的对应关系,并通过其AFM形貌图和电流分布图确立了一个新的模型- N原子导电模型。本文首先重点研究热退火对AlGaN/GaN异质结材料特性的影响。同时为了对照,对非故意掺杂的GaN、掺Si的GaN也进行相同条件的退火处理,然后分析退火过程对这三种材料结构的影响。通过退火前后的XRD、AFM、CV和Hall,以及方阻的数据,我们认为退火造成了AlGaN/GaN异质结中GaN和AlGaN材料的应变松弛以及AlGaN材料晶格常数c变大,使得AlGaN势垒层中的极化强度削弱,从而使界面处束缚电荷的面密度降低,导致2DEG的浓度下降;退火还造成了异质结中2DEG的迁移率下降,本文认为这可能是退火在势垒层引入了新缺陷,并且退火使得GaN材料中刃位错密度上升或者是退火导致载流子发生了补偿等因素造成的,而这些变化都会影响GaN基HEMT器件的性能。接着,本文对GaN材料腐蚀坑的特性进行了深入的研究。通过熔融的KOH腐蚀n-GaN和p-GaN材料后,经过AFM和SEM分析,我们发现了三种不同的腐蚀坑(?????),并通过一定的腐蚀机制将它们分别与纯刃位错,纯螺位错和混合位错相对应,本文还给出了三种腐蚀坑的三维示意图。最后,本文对腐蚀后的GaN材料进行了导电AFM分析研究,发现了不同类型的GaN在表征过程出现了较大的差异。同时本文也发现了不同类型的腐蚀坑的导电能力有所差异,而且同一腐蚀坑内的不同区域也存在导电能力的差异。而且本文提出了一个导电新模型—N原子导电模型:对旁轴面来说,因为和C面不平行,所以沿着旁轴面会含有一定量的N原子,在GaN样片中,相比于C面,由于N原子较大的电子亲和能可以使旁轴面的肖特基势垒降低,结果使旁轴面的电流信号增加,这样就使得旁轴面的导电能力都明显高于C面。