GaN基半导体材料作为第三代半导体材料，其具有宽禁带、高电子饱和速度、高击穿电压、耐高温、容易与体系内材料形成异质结构等特点，使其在大功率、高温、高压、高频功率器件有很大的应用前景。高电子迁移率晶体管(HEMT)正向大功率密度、高工作温度和高频率方向发展，GaN基AlGaN/GaN异质结结构成为这类器件的研究热点。目前，GaN基的HEMT性能不断提升，为了得到高浓度的二维电子气(2DEG)，需要提高势垒的Al组分。然而，高Al组分的AlGaN材料的晶体质量和表面形貌都不理想，于是GaN/AlN超晶格作为HEMT势垒结构被提出。　　采用超晶格作为势垒，需要对其等效Al组分、周期厚度、周期数等参数进行研究，以弄清这些参数对2DEG密度和迁移率的影响。HEMT器件对于缓冲层材料要求苛刻，需要高阻材料以避免漏电发生。在本论文中，以调试优化后的高温AlN作为成核层，利用中温高Ⅴ-Ⅲ比GaN插层作为过渡，在蓝宝石衬底上生长较高质量的高阻GaN缓冲层。在此基础之上，生长GaN/AlN超晶格势垒结构HEMT。通过固定超晶格的Al组分，改变周期厚度，研究2DEG参数的变化情况。我们发现，在一定周期厚度下，可以得到较高质量的2DEG参数。2DEG的密度随着周期厚度的增加而增加，电子迁移率与周期厚度保持着正相关关系。原因是周期中AlN的厚度随着周期的厚度增加而增加，极化电荷也相应增加，诱导生成更多的2DEG。周期中AlN的厚度还严重影响表面和界面形貌，导致对2DEG迁移率明显改变。这种现象与AlN超过其临界厚度导致生长模式由二维转为三维生长有关。由于三维生长模式导致界面粗糙以及在这种情况下超晶格对位错的过滤能力下降，增加了界面粗糙度散射和位错散射，造成电子迁移率严重下降。所以，要想得到质量较好的超晶格势垒和较好的2DEG性能参数，必须严格控制其中的AlN厚度。