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基于GaN材料大禁带宽度,高热导率和高饱和迁移率速度等优点构成的AlGaN/GaN HEMT器件证实在微波大功率领域有极大的应用前景,但是影响其性能的一些缺陷态等因素目前还不是很明确,其可靠性还一直没有解决。常规的GaN HEMT器件均为耗尽型,在射频及微波芯片设计时,其负栅压的电源设计增加了设计成本,同时在数字电路应用中,能够与耗尽型GaN HEMT器件相耦合的增强型器件越来越受人们关注,增强型GaN HEMT近来已成为研究的热点。本文通过变频电容-电压法对AlGaN/GaN异质结进行了缺陷态测试分析,证实了导致C-V曲线在夹断区发生高低频之间离散的主要原因是AlGaN及GaN体材料中的Ⅲ族空位等缺陷,同时采用氟离子处理的方法对结论进行了验证。并研究了氟基等离子体处理方法对AlGaN/GaN异质结材料特性及器件性能的影响,发现氟基等离子体在改变异质结夹断电压的同时对沟道的2DEG浓度及迁移率基本没有影响。在GaN HEMT器件流片中采用氟基等离子体处理技术实现了可调阈值电压的GaN HEMT器件,并最终得到增强型的GaN HEMT,在4V栅压下饱和电流650mA/mm,夹断电压0.35V,1um栅长下fT与fmax分别达到10.3GHz与12.5GHz,与常规耗尽型GaN HEMT相比,器件性能没有出现衰退。同时,为提高增强型GaN HEMT器件的频率特性,在半绝缘SiC衬底上采用0.35um的栅长再次流片,获得了fT 40GHz与fmax超过90GHz的结果,在18GHz的测试条件下,常温最大连续波输出功率达到3.65W/mm,最大附加效率42%。本论文还对氟离子影响阈值电压的机理进行了仿真研究,结果证实氟离子在AlGaN势垒层中起类似于受主缺陷的作用,同时提高了肖特基接触的势垒高度,从而对阈值电压进行调控。