作为第三代宽禁带半导体材料,氮化镓（GaN）因为其高电子迁移率、高击穿电压、低导通电阻、开关频率快、耐高温等优良特性,而受到高压功率开关市场的青睐。AlGaN/GaN肖特基势垒二极管（SBD,Schottky Barrier Diode）在AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT,High Electron Mobility Transistor）现有研究的基础上而逐渐成为GaN器件研究的热点。本论文以Silvaco TCAD仿真软件为基础对AlGaN/GaN SBD进行仿真与分析,同时提出一种新型AlGaN/GaN P-GaN二极管结构并将该结构进行仿真与优化,最后进行AlGaN/GaN SBD和AlGaN/GaN P-GaN制备、测试与分析,并将数据与仿真结果和验证结果进行验证,最终获得高性能GaN二极管器件。本论文主要的研究成果如下:（1）对AlGaN/GaN SBD器件的结构进行优化仿真,以Silvaco TCAD仿真工具为基础,仿真了基本的AlGaN/GaN SBD器件结构,通过调整AlGaN/GaN SBD器件不同的结构参数,研究Al组分变化、电极间距、场板结构、场板下钝化层厚度、场板长度等结构变化对电学性能的影响。结果表明,Al组分为0.25、阴阳极间距为10μm、场板下钝化层厚度为0.5μm、场板长度为3μm左右AlGaN/GaN SBD性能最佳。（2）以AlGaN/GaN SBD器件结构为基础,在PN结的单向导电性为原理指导下,设计并仿真了一种新型的AlGaN/GaN P-GaN二极管。同时研究了AlGaN/GaN P-GaN二极管器件的结构参数变化对器件性能影响,分析了P型GaN厚度、场板结构、场板高度、场板长度等结构变化。结果表明,P型GaN层厚度取0.2μm,场板高度取0.7μm,场板长度取3μm,AlGaN/GaN P-GaN二极管性能最佳。同时与仿真最佳的AlGaN/GaN SBD器件结构进行对比,发现AlGaN/GaN P-GaN二极管反向特性较好,其在高压大功率开关领域具有广阔的应用前景。（3）以优化后的GaN结构参数为基础构建了完整的AlGaN/GaN SBD和AlGaN/GaN P-GaN器件。研究了场板高度和长度对两种GaN器件性能的影响,对比分析了实验结果和仿真结果,讨论了仿真结果的准确性。结果表明,随着场板高度增大,击穿电压先增大后减小,AlGaN/GaN SBD在0.5μm时取得最大击穿电压-972 V,AlGaN/GaN P-GaN在0.7μm时取得最大击穿电压-1105 V;随着场板长度增大,AlGaN/GaN SBD击穿电压从-650 V增大到-972 V,AlGaN/GaN P-GaN从-765 V增大到-1108V,两种器件场板长度继续增大时击穿电压基本无变化,该规律验证了仿真得到的结论,对器件的结构优化具有指导意义。