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凹槽栅MOS-HEMT器件既能很好地降低器件的栅泄漏电流，又能保证器件良好的栅控能力，对于 GaN基 HEMT器件的研究有重大意义。然而，在凹槽栅 MOS-HEMT器件的Al2O3/AlGaN界面及AlGaN/GaN界面处存在的界面态则会严重影响器件的性能。本文从模拟仿真和实验测试两个方面研究了凹槽栅MOS-HEMT器件的直流特性，说明此结构的特点与优势，并对影响器件可靠性的界面态进行深入研究与分析。 在仿真研究过程中，作者首先对本文仿真所使用的2015版本Silvaco软件相对之前版本的不同和优势进行说明，然后通过与常规HEMTs和MOS-HEMTs的基本I-V特性进行对比，确定了凹槽栅MOS-HEMT器件的基本仿真模型。然后，改变不同结构参数以研究势垒层厚度、势垒层掺杂浓度、凹槽栅刻蚀深度以及栅介质层厚度这些量对器件特性的影响。接下来，在凹槽栅MOS-HEMT器件的Al2O3/AlGaN界面分别施加不同浓度的浅能级施主型界面态和受主型界面态，发现施主型界面态面密度的增加导致栅下沟道的2DEG浓度增加，而受主型界面态面密度的增加导致栅下沟道的2DEG浓度减小。最后，针对凹槽栅 MOS-HEMT器件的 Al2O3/AlGaN界面和AlGaN/GaN界面，研究这两个界面的界面态对器件变频C-V特性的影响，确定了分析这两个界面界面态的方法，为实际界面态的测试计算提供了理论依据。 在实验测试中，作者首先对圆片上A、B、C、D各个场区的圆环结构进行了C-V特性测试，以此来得出A和B分别是刻蚀深度为1.6nm和4.6nm的凹槽栅MOS-HEMTs，C是没有经过刻蚀的MOS-HEMTs，D是常规HEMTs。根据C-V特性测试的结果得到各个场区载流子的分布状况，并从能带的角度进行分析。然后，对确定了结构参数的各场区器件进行I-V特性测试，发现带有栅介质的MOS-HEMT器件能够显著减小器件正反向栅泄漏电流，并且还能在一定程度上提高器件的饱和输出电流。 接下来，对凹槽栅MOS-HEMT器件的界面态进行分析。首先对各个场区变频C-V特性进行分析，从定性的角度阐述了AlGaN/GaN界面态和Al2O3/AlGaN界面态对器件变频C-V特性的影响。然后，结合电导法理论，分别提出计算AlGaN/GaN界面态和Al2O3/AlGaN界面态的电导法等效模型。从界面态计算结果中，发现栅介质的插入及槽栅刻蚀都会使得AlGaN/GaN界面态密度增加；而刻蚀能够在一定程度上减少Al2O3/AlGaN界面态，但随着刻蚀程度的增强，由于刻蚀损伤，Al2O3/AlGaN界面态则会大幅度增加。最后，作者研究了正负栅压应力对 AlGaN/GaN界面态和Al2O3/AlGaN界面态的影响。