电力电子器件是电力电子系统的核心元器件，是当前科技研究前沿。随着科技的快速发展，智能电网、电动汽车、混合动力车等民用领域以及现代军事装备、灵巧武器和航空、航天等军用领域对电力电子器件提出了更高、更苛刻的要求。与以Si为代表的第一代半导体材料和以GaAs为代表的第二代半导体材料相比，第三代半导体材料GaN具有更大的禁带宽度、更高的临界击穿电场和更强的抗辐射能力等特点，因此，在制备高性能电力电子器件方面显示出卓越的潜在优势。而基于AlGaN/GaN异质结构材料的电力电子器件，具有低导通电阻、高工作频率、耐辐射等优点，能够满足电力电子系统对电力电子器件在更大功率、更高频率、更小体积和更恶劣环境下工作的要求。　　本论文围绕AlGaN/GaN HEMT电力电子器件，在高压、高频、低损耗和大电流等方面开展了研究工作，具体研究内容和研究结果如下:　　1.为了提高击穿电压，设计了源场板与MIS结构相结合的新型电力电子器件结构。依据理论分析和实验室工艺条件，确定了器件结构的各个参数。　　2.摸索和改进了AlGaN/GaN HEMT电力电子器件的关键单项工艺，包括欧姆接触、离子注入、肖特基栅制备、钝化技术、刻蚀技术和封装技术等。重点解决了栅下Si3N4介质层的制备问题，通过优化PECVD生长条件，获得高质量的MIS结构，有效地减小了介质层的缺陷和界面态。在VGD=-10V下栅漏电流为7.2nA，比肖特基栅结构的HEMT器件减小了3个数量级，而峰值电流只有略微的下降。　　3.研究了带源场板的AlGaN/GaN MIS-HEMT电力电子器件的直流、击穿和开关特性。制备出击穿电压为1050V，特征通态电阻为4.0 mΩ.cm2，开启时间为96nS，关闭时间为162nS的高性能电力电子器件。在已公开报道的AlGaN/GaNHEMT电力电子器件中，该器件性能处于国内领先水平。　　4.针对AlGaN/GaN HEMT电力电子器件在航天、航空等极端复杂环境下的潜在的应用需求，本论文率先开展了AlGaN/GaN HEMT电力电子器件低温性能研究，研究了100K～300K条件下器件的跨导、输出电流、阈值电压和亚阈值电流等性能随温度的变化，结果表明:器件的跨导和峰值电流(VGS=0)随温度的降低而升高，而阈值电压和亚阈值电流却随温度的降低而降低。　　5.设计和研制了AlGaN/GaN HEMT多指电力电子器件，采用介质桥技术，实现了源跨越栅总线。测试和分析了AlGaN/GaN HEMT多指电力电子器件的性能:器件的峰值电流为1.42A，击穿电压约为600V，特征通态电阻为96.2 mΩ·cm2，器件的开启延迟时间为td(on)=3 nS，上升时间tr=25.8 nS，关断延迟时间td(off)=16 nS，下降时间tf=24.8 nS。与相同类型的Si基MOSFET和IGBT比较，多指AlGaN/GaN HEMT电力电子器件的开关时间大约是MOSFET的十分之一，IGBT的百分之一。