GaN材料具有禁带宽度大、击穿电场高、电子迁移率高和热导率高等优势，在微波高功率领域有着极大的应用潜力。目前，以AlGaN/GaN异质结为基础形成的高电子迁移率晶体管是 GaN基器件的杰出代表，被广泛地应用于航空、航天领域。由于太空环境温度变化巨大，这就要求器件具有非常高的温度可靠性，同时满足在极高温和极低温下长期稳定工作的要求。近年来，对于GaN HEMT器件高温可靠性的研究已逐渐趋于成熟，但是对于器件低温特性的分析则明显不足。因此，本文通过理论结合实验的方法对GaN HEMT的低温特性进行了深入分析。　　本研究主要内容包括：⑴利用Lakeshore TTPX低温探针台进行温度控制，通过外接的Aglient B1500和Keithley4200对器件的直流和频率特性分别进行测试。对常规AlGaN/GaN器件在77K~300K温度范围内的直流特性分析得到，随着温度的降低，器件的输出电流出现了先增大后减小的变化规律，最大值在 T=100K时取得。通过 TLM模型对77K~300K的欧姆接触性能分析得到，方块电阻和比接触电阻都随着温度的降低而减小。基于fat-FET相关理论，利用栅长为20μm的GaN HEMT在线性区的变温跨导和C-V曲线，计算得到2DEG迁移率在100K时取得最大值，而当温度大于/小于100K时，迁移率都有所减小，这可以很好地解释输出电流随温度的变化。另外，通过C-V环结构分析得到，77K~200K范围内，温度变化对2DEG面密度的影响较小。⑵对薄势垒增强型和耗尽型GaN HEMT的低温特性进行了对比，结果显示，在低温强场下，两类器件都出现了明显的kink效应。另外，随着温度的降低，增强型器件的阈值电压出现了明显的正漂，这与耗尽型器件阈值电压随温度的变化相反。最后，T=77K时增强型器件的变频C-V曲线的频散程度明显大于耗尽型器件，在100KHz的频率条件下，增强型器件的 C-V曲线随着温度的降低出现了显著的右移，这与阈值电压的变化相吻合。⑶对77K~350K的栅漏电分析发现，对正向栅电流，热电子发射在较高温度条件下占主导地位，而低温下栅电流的主要形成机制是隧穿。而对反偏栅漏电，77K~200K温度范围内，ln（J/E2b）与1/Eb呈线性关系，即栅漏电的主要形成机制是F-N隧穿。在250K~350K条件下，ln（J/E2b）随√Eb线性变化，并且拟合直线的斜率m（T）和截距b（T）随1000/T也表现出很好的线性变化规律，即FP发射是栅漏电的主导机制。⑷利用变频电导法对77K~200K AlGaN/GaN异质结界面态进行了分析，得到的结论是，当栅极偏压从GaN缓冲层深耗尽区向2DEG积累区变化时，界面处的陷阱密度逐渐增大，但是陷阱密度对温度的变化不敏感。另外，陷阱发射时常数只有在阈值电压临界点上才会出现明显的增大，在其余偏置点上变化不明显，这主要和界面处能带结构的变化有关。