GaN HEMT器件以其高频大功率特点成为微波功率器件的绝佳选择,目前关于GaN HEMT的研究已经逐渐进入毫米波频段。本论文主要针对Ka波GaN HEMT及功率放大器进行研究,取得的主要成果如下:1、基于Atlas器件仿真软件,构造了AlGaN/GaN HEMT器件的二维平面结构,成功建立了Ka波AlGa N/GaN HEMT器件的二维电学仿真模型,探索了侧墙AlN的使用对栅下电场的影响,其仿真结果对后续器件结构的设计具有指导意义。2、开展了Ka波GaN HEMT关键工艺研究,利用SF6气体探索低损伤凹槽栅刻蚀;采用多层复合电子束胶体系,优化电子束曝光条件,成功制得100nm T型栅;研究了Al2O3表面钝化。3、针对Ka波器件所存在的漏电问题,结合凹栅槽技术,采用ALD生长Al2O3方法成功研制出栅长为0.16μm的Al2O3钝化Al GaN/GaN HEMT器件,器件肖特基栅漏电减小近两个数量级,fmax/ft比值增大,关态击穿电压也显著提升。4、开展外延结构创新设计,引入AlN背势垒来改善沟道载流子的限阈特性。在基于蓝宝石衬底的外延材料上成功制得了0.16μm栅长的AlN背势垒结构AlGaN/GaN HEMT器件,测试结果表明:AlN背势垒结构有效抑制了器件的短沟道效应并减小器件栅漏电,器件fmax达到186 GHz,较常规器件提升了19.3%,30GHz下连续波输出功率达到了0.88 W/mm,PAE为12.31%。5、基于Win公司研制的芯片,采用load-pull设计方法制作了一款两级多管的功率放大电路。