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氮化镓(GaN)作为一种新型半导体材料,具有禁带宽度大(3.39eV)、击穿电场强度高(～3.0MV/cm)和电子迁移率高(800～1700cm2/Vs)等特点,在功率半导体器件领域得到了极大的关注。而由GaN材料构成的AlGaN/GaN高迁移率晶体管(HEMTs)同样在禁带宽度、电子迁移率和击穿电压上具有优势。同时由于该器件的AlGaN/GaN异质结界面会形成二维电子气(2DEGs),浓度可高达1×1013cm-2,因而AlGaN/GaN HEMTs器件可以输出较大的电流,结合器件高的耐压能力,因此它有较大的输出功率。AlGaN/GaN HEMTs在高频高功率场合下被广泛应用。然而AlGaN/GaN HEMTs器件仍然存在一些未解决的问题,也是横向器件固有的问题,例如如何进一步优化器件的表面电场,以提高器件的优值,即在较小的比导通电阻的情况下获得较高的耐压。同时还应考虑在高频、高压大电流应用场合下器件的可靠性问题等。本文针对这些问题对AlGaN/GaN HEMTs器件的结构设计与可靠性进行了研究,主要内容为：1.提出了一种提高器件耐压能力的方法,即在衬底靠近器件漏极的区域,进行一种与衬底相反导电类型的掺杂。借助Cross light-Apsys二维数值分析工具,完成带有源场板结构的AlGaN/GaN HEMTs器件的仿真,从而验证了新结构的器件由体电场调制表面电场,进而提高器件的整体耐压能力。研究结果表明：新结构与传统结构相比获得了器件耐压能力的提高,且在器件场板长度为21μm时,新结构器件的击穿电压提高了55%。2.提出了一种测试带有场板结构的AlGaN/GaN HEMTs器件可靠性的方法。相比传统的测试方法,结合器件具体的应用场合,该新方法采用栅极PWM应力测试。栅极电极连接PWM发生器,漏极电极和源极电极都接地。使用HP4155B curve tracer测量器件的栅极退化特性。PWM波形的占空比为50%,低电平电压为-5V,高电平电压为0V。实验中采用三种不同开关频率的PWM波形：10KHz、100KHz、1MHz。每施加半小时PWM应力后断开电源迅速测试器件的特性。研究结果表明：当施加的PWM应力的开关频率为10KHz时,30分钟后导通电阻的值跟初始值相比,增长了12.9%。并且当栅极施加的PWM电压应力开关频率越高,待测器件的导通电阻退化情况反而更加缓和。而阈值电压和栅极漏电流的变化并不显著。