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氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料的代表,因其具有高禁带宽度、高电子迁移率、高电子饱和速度、高击穿场强等一系列优良的电学特性,在电力电子和微波射频领域均取得了广泛的应用。本文研究的是基于高压大功率领域的氮化镓肖特基二极管（GaN SBD）,针对当下GaN SBD开启电压高、击穿电压低的情况,本文研究并制备了新型混合阳极结构肖特基二极管（HA-SBD）,以期在获得高反向击穿电压的同时,获得低开启电压。本文的主要研究内容和成果如下:1、通过Atlas-Silvaco仿真软件,对传统肖特基二极管（C-SBD）、部分凹槽肖特基二极管（PR-SBD）、全凹槽肖特基二极管（FR-SBD）和混合阳极肖特基二极管（HA-SBD）进行对比仿真研究,仿真结果显示HA-SBD的正向特性最为优异,在3V下的电流密度和FR-SBD几乎相同,但开启电压却极低,仅为0.26V。HA-SBD的反向击穿电压比C-SBD略低,与其他两类二极管相近。综合表现来看,HA-SBD的性能更加优异。此外,还对HA-SBD的凹槽长度进行了仿真研究,可以发现在凹槽长度为4μm时,器件兼具良好的正反向特性。2、凹槽的刻蚀质量严重影响器件的性能,本文优化并开发了一种低刻蚀速率、低表面损伤的刻蚀配方:在上电极功率为150W、下电极功率为5W、气体种类和流量为BCl3/Cl2=20sccm/8sccm、反应腔室内压强为5m T、反应腔室内温度为25℃时,得到了刻蚀速率可控的、表面刻蚀损伤极小的凹槽刻蚀配方,该配方的刻蚀速率仅为3.03nm/min。在器件的实际制备中,根据凹槽刻蚀深度的不同,可以将HA-SBD分为两类,一类是全凹槽混合阳极肖特基二极管（FRHA-SBD）,另一类是部分凹槽混合阳极肖特基二极管（PRHA-SBD）。3、对不同阴阳间距的FRHA-SBD和PRHA-SBD进行电学特性测试,结果显示随着阴阳间距从6μm增长至34μm,FRHA-SBD的开启电压稳定在0.68V左右,特征导通电阻从0.625mΩ·cm2上升至6.624 mΩ·cm2,击穿电压从159V上升至886V,Baliga品质因数（BFOM）从40.43 WM/cm2上升至118.19WM/cm2。PRHA-SBD的开启电压稳定在0.35V左右,特征导通电阻从0.702mΩ·cm2上升至8.2mΩ·cm2,BFOM值从33.78WM/cm2上升至97.032WM/cm2。这表明阴阳间距的增大在一定幅度内能显著提升器件的功率性能。4、对不同场板长度的FRHA-SBD和PRHA-SBD进行电学特性测试,结果显示随着场板长度从1μm增加至4μm,器件的正向性能几乎没有变化,FRHA-SBD的开启电压均在0.68V左右,微分导通电阻值为（6.82±0.08）Ω·mm,器件的反向击穿电压从300V上升至385V。PRHA-SBD的开启电压均在0.35V左右,微分导通电阻值为（6.95±0.12）Ω·mm,器件的反向击穿电压从295V上升至377V。这说明场板的引入能够调制肖特基接触边缘的电场分布,提升器件的耐压性能。但是场板的引入带来了寄生电容,使FRHA-SBD的特征频率从6.56GHz降低至4.81GHz,PRHA-SBD的特征频率从1.175GHz降低至1.107GHz。5、针对PRHA-SBD反向漏电较大、电流开关比较低的情况,本文采用了阳极金属沉积后退火（PAA）处理工艺,实验结果显示当退火温度为450℃时,器件的反向漏电降至10-3mA/mm量级,电流开关比从103上升至106,这表明了PAA工艺能对凹槽区域的刻蚀损伤进行修复,显著降低器件的关态漏电流。6、对FRHA-SBD、PRHA-SBD和经过PAA处理的PRHA-SBD进行噪声测试,结果表明PRHA-SBD的噪声水平较低,这是因为AlN插入层的存在能抑制沟道中二维电子气（2DEG）的溢出;PAA处理后的PRHA-SBD噪声水平最低,这是因为经过PAA处理后的凹槽区域,其陷阱态密度大幅度降低,导致电子被俘获和释放的概率降低。