AlGaN/GaN异质结场效应晶体管（AlGaN/GaN HFET）具有高击穿电压,高电子迁移率和低导通电阻等优越特性,已经成为国内外研究的热点。然而目前氮化镓功率器件存在耐压能力与理论极限相差较远问题,如何在器件的其他特性尽可能少受影响的情况下提升AlGaN/GaN HFET器件的击穿电压是目前急需解决的问题。本文围绕实现AlGaN/GaN HFET器件高击穿电压进行研究,主要研究内容和成果如下:本文首先对AlGaN/GaN HFET的研究背景、发展过程和发展方向进行了概述,接下来对III-V族化合物半导体的极化效应和二维电子气的成因做了详细的说明,进而解释了AlGaN/GaN HFET的电流电压特性和工作原理。本文提出并研究了一种具有栅下极化层的AlGaN/GaN HFET。分析了极化层结构提升耐压的机理,即通过极化层结构调制栅下极化电荷的分布,进而有效地调制沟道电场的分布,从而提升器件的击穿电压。进一步地,对该结构进行优化仿真,分析了不同极化层厚度和Al组分对沟道电场分布和耐压的影响,进而得出最优的结构参数。最后,研究了极化层结构对器件导通特性和转移特性的影响。极化层的加入会降低器件的饱和电流密度,增大了器件的导通电阻,说明极化层结构对耐压的提升牺牲了一定的电流能力,但这符合功率器件设计的折衷性原则。根据仿真结果,器件的导通电阻从原来的0.61mΩ·cm2增加到了1.02 mΩ·cm2,而器件的耐压从209.8V提升到了1195V。器件的整体性能有较大提升。第四章研究了场板结构提升GaN HFET器件耐压的机理。并且针对栅场板、间断场板、双层场板等不同场板结构进行仿真对比,并对相关结构参数进行优化。之后,将栅下极化层结构和场板结构相结合,在场板结构的基础上进一步地优化了沟道电场分布,提升了器件耐压。根据仿真结果,具有栅下极化层和栅场板的器件在12μm的栅漏间距下可获得1630V的高击穿电压。