基于氮化镓（Ga N）材料及异质结构的优异特性,AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）具有电流密度大、工作电压高、频率快等特点,因而在高频及大功率领域内有着广泛的应用。特别是,Ga N材料抗辐照特性显著,所以Ga N基HEMT器件在空间领域有着巨大的潜力和需求。然而,目前对于Ga N基HEMT器件辐照相关的研究仍然缺乏系统性,这严重阻碍了其在空间领域的广泛应用。本文在前期研究工作基础上,重点针对AlGaN/GaN异质结构在质子辐照下的退化效应开展了综合研究。论文首先研究了质子辐照对AlGaN/GaN异质结构中Metal/Al Ga N界面的影响。采用自主制备的耗尽型HEMT器件,开展了3 Me V条件下不同剂量的质子辐照实验,并通过基于电容测试的变频电导法对界面缺陷进行了表征。实验发现随着辐照剂量的增加,Metal/Al Ga N界面陷阱能级变浅,陷阱密度降低,时常数增大。特别是在5×10¹⁴H⁺/cm²剂量下陷阱密度的变化十分明显,最深能级处由2.37×10¹⁵cm^-2·e V^-1降低为8.23×10¹⁴ cm^-2·e V^-1,减小了65%;而最浅能级处由3.06×10¹⁴ cm^-2·e V^-1降低为2.11×10¹³cm^-2·e V^-1,减小了93%。这与前期观察到的AlGaN/GaN界面陷阱辐照后的变化规律存在明显差别。进一步通过SEM、TEM等方法比较了质子辐照前后界面形貌的变化。结果表明,辐照前后Metal/Al Ga N界面形貌不存在明显的变化,同时EDS显示元素也无明显的迁移。为深入验证上述结果,论文对比了辐照前后上述结构反向栅漏电的变化,发现辐照后反向栅漏电明显降低,这与观测到的陷阱密度降低相符。同时,开展了在辐照基础上进一步施加正向栅应力的实验,结果显示,辐照处理器件相比Fresh器件的Metal/Al Ga N界面电应力后具有更低的态密度和更浅的能级。另外,正向栅应力会缩小界面能级分布范围,且质子辐照能增强这种影响。论文进一步对增强型HEMT和MIS-HEMT器件展开了质子辐照研究。增强型HEMT器件辐照后Metal/Al Ga N和AlGaN/GaN两种界面陷阱的变化规律与耗尽型器件相似。但相比于库伦作用,沟道处载流子浓度增加产生的影响占据主导地位,导致辐照后C-V特性出现负漂。提取方块电阻计算发现,辐照后迁移率减小。MIS-HEMT器件的界面陷阱辐照后则表现出与耗尽型器件不同的规律,且辐照后AlGaN/GaN界面陷阱密度相比常规器件更低,表明钝化处理对入射质子具有一定的阻挡作用,是一种良好的器件加固方法。最后,论文分析了三端器件质子辐照后典型的退化现象,并从串联电阻、欧姆接触电阻以及泄漏电流的角度明确辐照的影响。进一步通过改变器件的栅源和栅漏间距,研究器件横向尺寸的变化对辐照效应的作用。同时,借助SRIM软件仿真了辐照对不同Al Ga N势垒层纵向尺寸的器件内部产生空位密度的影响,并观察了各元素空位密度随深度的变化规律。此外,通过仿真对比4种不同材料对器件的钝化处理,发现Al N具有相对更好的抗辐照效果,并探究了不同钝化层厚度对器件抗辐照能力的影响。