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氮化镓材料由于禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率高和电子饱和漂移速度快等优点，被认为是功率器件的首选材料之一。此外，氮化镓异质结材料由于极化作用而在界面存在高浓度和高迁移率的二维电子气。以AlGaN/GaN材料为基础的肖特基势垒二极管和高电子迁移率晶体管被证实具有输出功率大、工作频率高、耐高压和耐高温等特点。然而，由于材料缺陷和器件工艺的不成熟，氮化镓器件的性能远没有达到材料极限值。在这样的背景下，本论文研究了肖特基势垒二极管的结构、原理以及制备工艺等。 首先，介绍了金属与AlGaN/GaN材料的肖特基接触。肖特基接触作为AlGaN/GaN肖特基二极管的关键因素之一，决定了器件的击穿电压、漏电流和功率容限等。肖特基势垒的选择需要兼顾开启电压和漏电流的折中。文章比较了W、Cr、Cu和Ni等金属作为肖特基接触的电学性质，发现Cu接触具有最优的折中。接着研究了Cu/Cr和Cu/Ni等叠层肖特基金属结构，发现高势垒的Ni增加了Cu与AlGaN的势垒高度，有利于降低漏电流;而低势垒的Cr降低了Cu与AlGaN的势垒高度，有利于减小开启电压。接着讨论了热处理对Cu/Cr和Cu/Ni二极管的影响。对于Cu/Cr，400℃处理后的开启电压为0.68V，比处理前的小24％，但漏电流密度增加了1个数量级。对于Cu/Ni，400℃处理后的开启电压增加了0.1V，但漏电流密度几乎保持不变;而500℃处理后的漏电流密度下降了1个数量级。接着，本文研究了Cu/Ni厚度的影响。实验发现Ni越厚，势垒高度越高。Cu/Ni厚度为80/20nm的二极管的开启电压为1.04V，比厚度为20/80nm的低0.14V;但是相应的漏电流密度增加了2个数量级。通过优化工艺，Cu/Ni接触AlGaN/GaN肖特基二极管的击穿电压达到720V。 此外，研究了钝化层沉积前的表面处理和钝化层工艺对器件漏电流的影响。相比于HCl溶液，NH4OH溶液能有效降低器件的漏电流;相比于通过PECVD生长的SiN钝化层，LPCVD钝化的器件的漏电流密度下降了2个数量级。接着，阐述了浮金属环和肖特基金属布局的影响。采用浮金属环后，器件的击穿电压从500V提升至700V，漏电流密度下降了1个数量级。当肖特基金属接触有源区侧壁时有效地降低了器件的漏电流。