氮化镓（GaN）材料具有抗辐照能力强、更高的临界击穿场强、更小的介电常数和更好的热稳定性等优点,适用于高温、高频、大功率微波器件的制备,经过研究者不断地研究,GaN基HEMT器件已经取得长足的进步,在无线、雷达、功率放大器方面的发展中扮演非常重要的角色,但GaN基HEMT器件的发展主要面临降低栅漏电流、降低噪声与改善漏极电流等性能方面的挑战和制备成本高昂的约束,限制了GaN器件应用的工作范围与商用化市场的发展,还需要在结构设计和制备工艺方面进行研究。因此,本论文通过场板技术的设计来改善击穿电压和提高器件的功率密度,并开发与CMOS工艺兼容的无金场板工艺降低器件的制备成本,实现器件电学性能的提升和制备成本的节约。本文从AlGaN/GaN异质结、器件结构、工作原理、电流崩塌、击穿电压的等器件物理出发,利用Silvaco TCAD软件的ATLAS二维仿真平台对GaN基HEMT器件的新型场板结构进行了设计与性能优化的研究,并针对兼容CMOS工艺线的无金电极开发,设计了AlGaN/GaN HEMTs器件新型场板材料结构,以及制备工艺的开发,具有重要的应用价值。主要创新工作如下:一、基于常规Cu互联金属中添加少量Al元素能够改善金属物理特性和化学稳定性,开发了一种电子束蒸发Cu Al合金体系的无金场板材料工艺,从Cu Al合金的导电性、化学稳定性、黏附性等方面的探索,制备了Cu与Al质量比为9:1和7:3两种不同组分的Cu Al合金栅场板,结合肖特基接触机理分析了两种Cu Al栅场板结构对器件相关电学特性的影响,发现Al组分小的无法完全抑制Cu的迁移扩散和氧化,Al组分较高导致金属薄膜表面Al元素大量聚集,影响器件的可靠性。为防止Cu Al表面氧化,优化后的Cu Al（9:1,wt%）/Ti N栅场板结构在直流特性方面优于常规Ni/Au栅场板器件,但在射频特性方面还需分析研究做进一步优化;二、为了利用场板结构提高器件击穿特性的同时降低该结构引入的寄生电容,减小场板结构对器件频率特性的影响,本文设计了带有凹槽的源场板结构,利用二维仿真平台对常规源场板和新型源场板结构器件的相关电学特性进行仿真与实验验证,并优化了场板长度、钝化层厚度等相关参数,发现场板与沟道层距离越小,对沟道横向电场强度的影响越大,栅极靠漏侧边缘的电场强度减小幅度越大,器件的击穿电压显著提升。相比常规源场板结构,新型源场板改善器件频率特性的同时对击穿电压的改善更加显著。