GaN基HEMT器件因GaN材料具有高击穿电场、高电子迁移率和电子饱和速率等优良性质以及独特的二维电子气（2DEG）结构,在微波毫米波器件领域有着广阔的应用前景。随着无线通讯技术对器件频率特性的进一步需求,GaN基HEMT器件的频率性能也需要进一步提升。因此本文从器件栅极结构的优化出发,对浮空T型栅的关键工艺进行研究,以提高器件的频率特性,最终制作出GaN毫米波HEMT器件。本文首先对GaN材料及GaN HEMT做了简单介绍;分析了栅极寄生参数对器件频率性能的影响,提出了优化栅极各项寄生参数的方法;介绍了栅极结构研究的意义,浮空T型栅在毫米波器件中的应用优势以及浮空T型栅的发展过程;详细叙述了光刻流程以及毫米波器件制作流程。对浮空T型栅工艺进行开发研究。提出了一种采用两种光刻胶旋涂三层,经一次曝光和一次显影直接得到浮空T型栅结构的工艺方法,极大的简化了传统浮空T型栅需要多次曝光或多次显影的复杂工艺。该方法利用温度对光刻胶灵敏度的影响,通过提高光刻胶烘烤温度减少了光刻胶之间的互溶层,提高栅极结构的平整度;对同一种光刻胶采用不同的烘烤温度得到不同的灵敏度,从而在曝光过程中直接得到有利于剥离的undercut结构。利用该工艺制作的浮空T型栅具有自支撑结构、且机械稳定、栅电阻低、T型栅结构平整栅帽下面为空气介质,很大程度地减小了栅极寄生电容,以达到提高频率的目的,非常适合在毫米波HEMT器件中应用。利用浮空T型栅工艺制作出Al GaN/GaN HEMT器件,栅长为100 nm、源漏间距为2μm的器件,最大峰值跨导为214 m S/mm;栅压为2V时,饱和电流约为879 m A/mm;饱和电流截止频率f_T为60 GHz,最大增益截止频率f_max可以达到115 GHz。与常规T型栅器件相比,器件的f_T可以提高22 GHz左右;f_max可以提高15 GHz左右。从实验结果可以看出,采用本论文实验开发的浮空T型栅工艺制作的器件,其频率特性有了很大的提高。对不同尺寸的浮空T型栅器件进行研究发现,随着栅长的增加器件饱和电流降低,阈值电压正向移动,但栅电流随着栅长增加基本没有变化,都在同一个数量级;随着源漏间距增大,器件最大峰值跨导逐渐降低,器件饱和电流明显降低,阈值电压正向移动。采用浮空T型栅工艺对In Al N/GaN毫米波HEMT器件研制。栅长为100 nm,源漏间距为1.5μm的器件,最大饱和电流大于1300 m A/mm;最大峰值跨导达到360m S/mm。器件的饱和电流截止频率f_T达到了90 GHz,最大增益截止频率f_max达到了200 GHz。因此浮空T型栅工艺在毫米波HEMT器件的制作中有着极大的优势,有望通过减小栅长与源漏间距制作出更高频率的GaN基HEMT器件,满足对器件的频率特性应用需求。