GaN材料作为宽禁带半导体,具备优良的材料特性,被广泛应用于功率半导体器件中,具有较高的研究价值。国内外GaN基功率二极管的相关研究表明,目前GaN基功率二极管中存在结边缘电场集中效应以及电场非均匀分布的问题,严重制约了GaN基功率二极管的耐压提升。本文针对GaN基功率二极管的耐压结构和温度特性进行了深入研究,取得的研究成果主要如下。首先,为解决GaN基功率二极管中存在的电场非均匀分布的问题,本文提出了复合介质结构GaN基功率二极管新结构。该结构利用介电常数不同的介质界面处电场不连续的特点,在漂移区内部引入新的电场峰值来调制电场,从而能够在不牺牲正向导通特性的情况下提高二极管的耐压。研究表明,具有三层复合介质结构的GaN基梯形二极管的击穿电压为5360 V,BFOM为18.78 GW/cm~2,平均击穿电场为3.35 MV/cm,器件性能接近GaN材料的极限。同时,对该结构的开关特性进行研究,发现随着复合介质的宽度L从2μm增加到10μm,二极管的反向恢复时间增加了5ns,这是由于复合介质引入了额外寄生电容以及复合介质结构对二极管势垒电容造成了影响。最后通过结合垂直场板有效抑制了结边缘处的电场集中,进一步提高了器件的击穿电压。其次,为研究在不同温度下AlGaN/GaN异质结肖特基二极管中占主导的电流输运机理,对生长于蓝宝石衬底上的肖特基二极管（SBD）进行了变温特性分析。分析表明,随着温度从25℃增加到100℃,二极管的理想因子n从1.952下降到1.68。这说明随着温度的升高,热电子发射机制在SBD的正向导通机制中逐渐占主导。对SBD反向的I-V曲线的拟合结果表明,低电场时的漏电流的主导机制为Frenkel-Poole效应,高电场时的主导机制为Fowler-Nordheim隧穿效应。然后,为研究不同功函数的肖特基接触金属对SBD的势垒高度和漏电机理的影响,对阳极金属分别为Ni/Au和Pt/Au的两种SBD进行了变温特性分析。基于I-V特性曲线所计算出的两种二极管的有效肖特基势垒高度相差0.1 eV左右,表明功函数更高的Pt/Au合金并没有形成更高的肖特基势垒。这是由于表面态屏蔽了金属-半导体接触的影响,使半导体一侧的肖特基势垒高度不受金属功函数的影响,而只与半导体的表面态有关。同时,由于化学性质较活泼的Ni金属在GaN材料表面的黏着性更好,Ni/Au-SBD形成了质量更好的肖特基接触,其漏电流大小相比Pt/Au-SBD降低了2个数量级。最后,为研究钝化层结构对SBD正向导通特性和漏电流的影响,分别对有钝化和未钝化的SBD进行了I-V和C-V特性分析。I-V特性分析结果表明,钝化后的SBD的漏电流大小升高了约3个数量级,这是由于SixN/GaN界面处的界面电荷在二极管中引入了新的漏电通路。进一步的,C-V特性分析结果表明,钝化层在AlGaN/GaN界面引入了类受主陷阱,导致有钝化结构的SBD的沟道迁移率和二维电子气浓度均发生了下降。