Ⅲ族氮化物半导体材料具有宽禁带(GaN3.4eV, AlN6.2eV)、高击穿场强(GaN3.3MV/cm)、高电子迁移率(1300cm2/Vs)和高饱和电子漂移速度(3.0×107cm/s)等优异的材料性能。这些特点决定了它们在应用于高温、高频、高击穿电压以及高功率开关器件方面具有巨大的潜力。AlGaN/GaN异质结构中由于存在非常强的自发极化和压电极化效应，即使不采用势垒层调制掺杂，二维电子气(2DEG)面密度也可高达1013cm-2量级，而且2DEG与掺杂中心分离，所以电子迁移率可以高达2000cm2/Vs，同时AlGaN/GaN异质结构可以大面积外延在Si材料衬底上，有效降低外延材料成本。以上特性决定了AlGaN/GaN HEMT器件在中高压功率开关器件方面具有广泛的应用前景。　　然而，AlGaN/GaN HEMT器件存在的电流崩塌现象严重影响着器件的实际应用。电流崩塌现象是指AlGaN/GaN HEMT器件在动态下工作时输出电流降低的现象。比较认可的对电流崩塌的解释是虚栅模型:在器件关断状态下，在栅电极靠近漏端一侧AlGaN体内或者表面缺陷态捕获负电荷，形成界面负电荷trap区，由于静电感应作用，这些负电荷会减少甚至完全耗尽下方沟道区的2DEG，形成沟道耗尽区。当器件开启时，栅极下方2DEG受栅压控制而上升，栅极下方沟道导通，但是界面负电荷trap区的负电荷由于处于较深能级不能及时释放，因此下方沟道内的2DEG面密度还是较低，器件不能完全导通。随着时间增加，界面电荷trap区的负电荷逐渐从深能级释放出来，其下方沟道内2DEG面密度上升，器件逐渐向完全导通转变。　　本论文提出了一种双栅AlGaN/GaN HEMT器件，并采用基于输出波形的动态测试和表征方法对双栅HEMT器件进行了动态特性的研究。主要内容如下:　　1、提出了双栅AlGaN/GaN HEMT器件，并对其基本原理和制备的关键工艺步骤进行了研究探讨。与普通的HEMT器件相比，双栅HEMT器件具有可以单独加信号控制的顶栅电极，顶栅电极通过介质层覆盖于栅电极之上，将栅电极完全覆盖，并向源、漏电极各有一定长度的延伸。　　2、首次使用基于输出波形的动态测试和表征方法对双栅AlGaN/GaN HEMT器件的动态特性进行了表征。基于输出波形的动态测试和表征方法可以将HEMT器件开启延迟时间和动态导通电阻分别定义表征出来，并且可以表征出器件在开启状态下，导通电阻随着开启时间的变化情况。　　3、采用双栅AlGaN/GaN HEMT器件，分析场板结构对HEMT器件电流崩塌的影响。由于场板结构可以使HEMT漂移区的电场强度分布更加均匀，降低峰值场强，所以场板结构可以在一定程度上抑制HEMT器件的电流崩塌。栅场板比源场板具有更好的抑制电流崩塌效果，原因如下:a）、在HEMT器件开态下，栅场板加正电压在相应沟道中感生出一定量的2DEG;b）、在HEMT器件关态下，栅场板加负电压，不但降低栅电极漏端电场强度的大小，而且改变了电场的方向，降低了横向电场相对强度，减小栅电极向漂移区注入电子的长度，所以关断态下所产生的trap区变短。　　4、采用双栅AlGaN/GaN HEMT器件，分析HEMT器件漂移区电流崩塌的区域分布。HEMT器件中的电流崩塌主要发生在栅电极和漏电极之间的漂移区。研究发现器件靠近漏端一侧的漂移区比靠近栅电极漂移区的电流崩塌情况更严重。靠近栅电极一侧漂移区的电流崩塌主要影响着器件开启延迟时间;而靠近漏端一侧的漂移区电流崩塌主要影响着器件的动态导通电阻。　　5、提出了一种可以提高双栅HEMT器件动态特性的工作模式。器件动态工作时，顶栅电极所加脉冲电压与栅电极所加脉冲电压同步。关态下，器件顶栅电极加0V电位;开态下，器件顶栅电极加正电压。研究发现项栅电极在开态下所加正电压越高，双栅HEMT器件的动态特性越好。