InGaP／GaAs异质结双极晶体管(HBT)具有优良的频率和功率特性，并具有相对成熟的材料生长技术和器件制备工艺，因此在无线通信、光纤通信和军用电子系统等领域获得了广泛应用。本文在总结概括目前国内外关于HBT的研究成果的基础上，结合实际的外延材料生长和器件制备工艺条件，进行了InGaP／GaAs HBT的器件设计和制备工艺研究，并开展了HBT压控振荡器(VCO)电路的设计仿真。本文的主要内容包括：从HBT的基本工作原理出发，分析了HBT器件纵向结构中各外延层的设计特点，用二维器件模拟软件MEDICI仿真了不同结构参数HBT的性能，模拟了发射结阻挡层厚度、基区厚度等参数对器件电流增益和频率特性的影响。为了验证仿真的准确性，用三种不同结构的外延片制备了大尺寸InGaP／GaAs HBT器件，并对其直流特性进行了测试分析。通过测试结果与仿真结果的比较，证明仿真结果具有明确的指导意义，可以避免盲目地进行结构设计以节省时间和实验成本。在此基础上设计了多种能满足X波段器件应用的HBT材料结构，具有较高的直流增益和特征频率。设计了一种适于GSMBE生长技术的优化的InGaP／GaAs HBT材料结构，具有复合集电区结构和腐蚀停止层，可望获得工艺可控性好的高性能器件。设计了一套包括叉指型、马蹄型、多指单胞等不同参数的InGaP／GaAs HBT器件和集成在GaAs衬底上的不同规格的电感、电容、电阻、变容二极管等无源器件，研究了无源器件的等效电路和计算方法，为微波单片集成电路(MMIC)的设计和制备打下了一定基础。详细研究了InGaP／GaAs HBT制备中的主要工艺。针对柠檬酸系腐蚀液和HCl腐蚀液腐蚀InGaP／GaAs时表面腐蚀不均匀的问题，改进了腐蚀方法。采用InGaAs作为盖帽层，能改善InGaP／GaAs HBT器件的欧姆接触特性，但这给器件隔离带来了困难。探讨了带InGaAs盖帽层的HBT器件的湿法腐蚀和离子注入隔离方法。此外还研究了欧姆接触、Ledge结构、空气桥等工艺。结合本实验室的工艺条件，建立了完整的InGaP／GaAs HBT工艺流程，并研制出InGaP／GaAs HBT器件。对所得器件性能进行的测试分析结果，为今后HBT器件的优化设计提供了指导，积累了经验。最后，讨论了用于微波电路设计的HBT等效电路模型，并利用Agilent ADS软件进行了X波段HBT VCO电路的仿真设计。