AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管(HEMT)由于击穿场强大、电子峰值速度高和电子面密度大等优点,在微波大功率应用方面,已经得到广泛的关注。尽管AlGaN/GaN HEMT表现出了优异的性能,仍然有一些问题需要研究,例如电流崩塌、自热效应引起的温度升高以及高温下的传输特性。在这些问题罩面,电流崩塌问题是亟待研究的,因为它已经限制了AlGaN/GaN HEMT的微波输出功率。本文通过实验,研究了GaN HEMTs电流崩塌现象。主要研究工作和成果如下：1.为了获得高漏极功率转换效率,应用中AlGaN/GaN HEMT通常工作在B或AB类状态,这时的直流柵偏压接近丌启电压。如果在柵上加上交流信号,%s和%s半个周期内,器件处于饱和区(对应于交流信号的工F半周)。在此期间,沟道电流很大,栅漏电压较小,以热电子应力为主。在交流信号负半周,器件工作在关态,沟道电流极小,栅漏电压很大,器件在这半个周期相当于受到大电场应力。AlGaN/GaN HEMT交流大信号工作时,每个周期内热电子应力和大电场应力交替作用。因此,这两种应力下的器件电流崩塌特性最值得深入研究。研究表明,不同电应力条件下,导致漏电流崩塌和最大跨导下降的物理机制不同。在大电场应力下,主要物理机制是栅隧穿电子填充表面态；而在热电子应力下,是沟道热电子填充邻近界面态。2.对直流和脉冲条件下电流特性进行了比较。实验发现,脉冲条件下的电流比直流下明显减少,且脉宽越小,崩塌现象越严重。这是因为当器件从夹断突然转向导通时,柵下沟道可以快速响应而丌启,而柵漏之间虚棚控制的沟道响应速度慢,导致器件开态以后,电流仍然有相当一部分未恢复,引起脉冲条件下的电流崩塌现象。3.对未钝化器件进行应力实验分析,观察到在应力条件下电流崩塌随时间的变化关系。本文也研究了应力以后器件缓慢恢复特性,发现应力后器件在70s左右才‘能达到稳态。本文采用能带传导模型解释了观察到的现象。4.由于AlGaN/GaN HEMT的几何结构以及很强的极化效应,柵漏区域的电场很大,以至于电子可以从柵隧穿到AlGaN表面。隧穿的电子在表面累积,导致柵下耗尽区的向漏端延伸,从而引起漏极电流的下降。本文采用应力测试方法,研究了未钝化、钝化以及场板三种结构的AlGaN/GaN HEMT的电流崩塌程度。实验结果表明,钝化隔断了电子从柵隧穿到AlGaN表面的通道、场板结构能够有效的降低柵边缘电场,均减少了电子从柵隧穿到表面陷阱的几率,从而使虚柵的作用减弱,有效地抑制了电流崩塌效应。5.关于紫外光照以及涂胶对电流崩塌的影响,本文也有研究。在紫外光照下,器件中产生了电子空穴对。空穴在AlGaN层高场的作用下运动到表面,中和了表面负电势；而电子则弥补了损失的二维电子气。然而,当紫外光撤除以后,电子空穴对会逐渐消失,在应力下仍然会继续产生电流崩塌的现象。