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针对传统AlGaN/GaN常关型型器件中高阈值电压和高迁移率之间的制约关系，拟采用一种新型器件结构即薄势垒层结构及p型氧化镍栅电极，实现对常关型凹槽栅GaN器件阈值电压和迁移率同时进行调控。 首先在AlGaN势垒层中插入GaN作为刻蚀终止层以保留一定厚度的AlGaN势垒层，从而提升沟道迁移率。霍尔效应测试结果表明，GaN插入层厚度变化引起的电子迁移率和方块电阻变化并不明显，只有当插入层厚度增大为10nm时二维电子气浓度出现明显降低，说明过厚的插入层会影响表层势垒层的结晶质量。此外，我们可以发现在保持插入层厚度为5nm时，AlGaN背势垒的加入能明显提升电子迁移率。利用载流子浓度与耗尽层厚度的关系图我们发现:当GaN插入层为3和5nm时，载流子浓度的峰值出现在GaN插入层和下层势垒层之间，但是对于GaN插入层为10nm的样品，电子浓度峰值出现在GaN插入层与上下两侧势垒层的界面位置。因此，叠层势垒层结构存在一个最佳的插入层厚度。然而基于薄势垒层获得的凹槽栅GaN HFETs阈值电压在零伏左右。 进一步引入p型氧化镍材料对阈值电压调控。探究了不同热氧化温度时获得的NiO薄膜的材料性质。实现发现不同温度时获得的薄膜呈现相似的表面形貌且均为面心立方结构。但是霍尔测试表明，低温时(400℃)获得的NiO薄膜由于Ni金属氧化不完全导致部分残留，降低了空穴浓度。高温氧化获得的NiO薄膜氧化比较完全，薄膜电阻率随氧化温度升高而增大说明缺陷密度降低。紫外测试表明薄膜的透过率及禁带宽度亦随着氧化温度升高而增大。与Ni栅极AlGaN/GaN HFETs相比较，NiO栅极HFETs的阈值电压正向漂移约1V，反向漏电流降低约一个数量级。理论模拟结果证明，p型氧化镍与非故意掺杂的GaN材料形成异质结，费米能级平衡过程中能有效抬升AlGaN/GaN异质结的能带，促进二维电子气沟道的耗尽进而导致阂值电压的正向移动。结合凹槽结构，最终获得了阈值电压为0.5V、场效应迁移率为1100cm2/V·s的常关型凹槽栅器件。 最后，探究了不同O2/Ar比时溅射的NiO薄膜的材料性质。实现发现不同O2/Ar比时获得的薄膜均为面心立方结构。NiO薄膜为直接带隙半导体材料，禁带宽度在氧分压为15％，25％，50％及65％时分别为3.56，3.18，2.72以及2.96eV。与Ni/GaN肖特基二极管相比较，NiO/GaN异质结二极管的开启电压相对较高且随着温度增加呈现更加明显的负向移动。Ni/GaN肖特基二极管的势垒高度随温度增加而增大，理想因子则减少。肖特基接触的反向漏电流主要由缺陷辅助的隧穿效应主导，随温度变化不明显。异质结二极管则主要是热电子发射模型占主导，随温度升高而增大。不同温度时的电流-电压特性曲线表明NiO/GaN异质结二极管具有更好的热稳定性，且在不同的电压范围具有不同的电学输运机理。