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GaN是目前研究最热门的一种化合物半导体材料，其禁带宽度大、电子漂移速度大、热传导率高，具有耐高压、耐热分解、耐腐蚀和耐放射性辐照的特点，特别适合于制作超高频、高温、高耐压、大功率器件。GaNHEMT作为功率器件在移动通信基站设备、雷达关键模块中有着广泛的应用前景。 本文从GaN材料的性质和GaNHEMT的基本原理出发，介绍了HEMT相对于MESFET的优势。分析了AlGaN/GaNHEMT的极化效应和二维电子气的形成，同时介绍了AlGaN/GaNHEMT的工作原理。对AlGaN/GaNHEMT欧姆接触电阻和肖特基接触的势垒高度的计算方法进行了介绍，对器件的直流和射频参数进行了分析，介绍了提高AlGaN/GaNHEMT性能的实现方法。 T型栅能够同时降低栅电阻和栅漏电容，从而提高AlGaN/GaNHEMT的频率，是高频AlGaN/GaNHEMT最常用的栅极结构。传统上，T型栅电极制备大多采用电子束曝光的多层胶法和图形转移法。本文将飞秒激光纳米光刻技术成功地应用于半导体器件制备的工艺中，提出了基于飞秒激光光刻技术制作T型栅电极的方法，解决了工艺兼容性问题。首先，摸索了飞秒激光光刻的线宽对衬底，扫描速度，扫描次数，入射激光功率等因素的依赖。其次，完成了飞秒激光光刻制作T型栅电极的工艺，在Si衬底AlGaN/GaN和蓝宝石衬底GaN上实现了小于300nm的T型栅结构。最后，将飞秒激光光刻制作T型栅的方法应用于制作AlGaN/GaNHEMT，成功制作380nm栅长的T型栅AlGaN/GaNHEMT，制备的器件最大电流密度0.5A/mm，峰值跨导173mS/mm。 为了优化器件的阈值电压，本文采用对栅极下方AlGaN/GaN采用CHF3等离子体处理来调整器件的阈值电压。通过对CHF3等离子体处理的AlGaN/GaNHEMT的直流性能的表征和分析，器件的阈值电压从-4V增加到-0.8V，提高了3V以上。同时，研究比较了源漏间距，栅宽等因素对器件输出特性、转移特性、泄漏电流的影响。在6K～295K范围内对AlGaN/GaNHEMT的直流特性进行了研究，分析了温度对器件的阈值电压，输出电流，峰值跨导等特性的影响。