第三代半导体材料氮化镓（GaN）具有宽禁带、高电子迁移率、高热导率等优良的材料特性,基于Al GaN/GaN HEMT（High Electron Mobility Transistor）的微波功率放大器芯片被广泛应用于现代通信和雷达等先进设备中。随着5G技术的发展与普及,对微波功率放大器提出了更高的性能要求。因此,本文对如何提高GaN HEMT微波功率器件的临界行为进行研究。本文使用TCAD（Technology Computer Aided Design）工具对Al GaN/GaN HEMT微波功率器件进行电学仿真,在其基本结构上分别引入栅场板、一重源场板、双重源场板结构,并优化了场板结构,使器件的击穿电压得到了提高。文中对多重场板结构器件的相关参数进行了优化,优化后的栅场板长度为0.25μm、一重源场板长度为0.6μm、二重源场板长度为0.2μm,得到了击穿电压为110V的GaN HEMT微波功率器件,相较于无场板结构提升了22%。然后,对优化后的多重场板结构器件做进一步的研究与优化,通过缩短器件的栅漏距离,使器件的击穿电压回退到常规所需值100V,优化后的多重场板结构器件的栅漏距离缩短了0.8μm,这使得器件的饱和电压降低了0.8V,器件的饱和输出功率相比于无场板结构提高了8.9%。同时由于器件的尺寸减小,使得管芯的输出功率密度较之前提高了18.3%。根据优化后的GaN HEMT微波功率器件的相关结构参数,结合GaN HEMT工艺流程及管芯设计规范文档,使用Cadence Virtuoso Layout工具进行了GaN HEMT微波功率放大器管芯的版图设计,设计了多重场板结构和创新的高密度结构两种微波功率放大管芯,流片加工正在代工厂进行中。