器件在工作时不可避免的会受到应力的作用,GaN作为一种压电材料,受到应力后由于压电效应会使样品的性能受到影响,而长时间的应力会使样品产生缺陷导致性能退化甚至失效。近年来GaN HEMT特别是AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管在高温、高频、高功率、抗辐射等领域得到广泛的关注。但是,AlGaN/GaN HEMT的可靠性一直是制约器件大规模应用的主要障碍。因此,本文主要针对应力效应对样品的电学性能的影响进行了研究。(1)通过拉曼散射和X射线衍射两种方法准确的评估了样品内的残余应力。结果表明由于材料晶格常数和热膨胀系数的不同,样品内部存在大小约为305MPa的张应力。(2)为了能够准确全面的研究应力对样品性能造成的影响,自主设计了对样品施加均匀应力的四点法弯曲装置,通过此装置对AlGaN/GaN HEMT施加单轴平面应力。研究发现样品的输出电流随应力线性变化,主要是由于应力引起压电极化的变化所导致。而且还发现样品的kink效应同样受到应力的影响,原因在于应力对能带结构产生影响。(3)除了静态应力外,器件应用中经常受到外界的冲击、振动等应力。因此自主设计了施加交变应力的机械装置,并通过此装置对样品施加交变应力。研究表明,持续的应力使样品的性能发生退化,跨导和输出电流都随着应力圈数的增加而减小。原因在于交变应力使栅电极下方的AlGaN层产生了缺陷并且缺陷随着应力圈数的增加而长大,最终导致样品失效。(4)为了能够更好的理解应力对半导体器件的影响,将应力效应的研究延伸至AlGaAs/GaAs基半导体激光器,进一步研究发现应力对样品的能带结构有一定影响,从而导致激光器样品的波长和阈值电流随应力线性变化,并且实验结果和理论计算结果相一致。