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氮化镓（GaN）由于优异的材料特性使得其在高功率、高压电力电子领域内有着巨大的应用前景,因此受到国内外广泛的关注。近年来,随着大尺寸GaN体单晶生长技术的突破,为利用GaN衬底同质外延制备GaN功率器件提供了可能,大大促进了GaN垂直型功率器件的发展。相比于异质衬底的平面型器件,垂直型器件更容易在更小的尺寸下实现更大的功率、更好的热扩散以及更高的稳定性。同时,垂直型GaN肖特基二极管由于具有低开启电压和快速开关性能,可广泛应用于高功率电子电路中。但现阶段的垂直型GaN肖特基二极管的性能仍存在诸多不足如在反向偏压下漏电流较大,反向击穿电压离理论值较远等。这说明垂直型GaN肖特基二极管的发展仍不成熟,无论是从材料生长方面还是器件工艺方面都亟待进一步的提升。目前,制备高性能的垂直型GaN肖特基二极管具有以下五大主要挑战:制备高品质肖特基接触;设计终端保护结构;生长高质量低掺同质外延厚膜;生长高质量GaN体单晶衬底以及制备高可靠性低电阻率欧姆接触。本论文便是围绕上述GaN垂直型肖特基二极管所面临的其中几项挑战展开了研究,具体工作如下:1.对利用氢化物气相外延法（HVPE）同质外延生长的GaN薄膜展开了研究。本实验选用在HVPE生长的锗掺GaN体单晶衬底上再次利用HVPE生长方法外延GaN薄膜。采用原子力显微镜（AFM）、阴极荧光（CL）、高分辨X射线衍射（XRD）和二次离子质谱（SIMS）表征手段对该外延层的表面、晶体质量以及杂质浓度进行了全方面的表征。表征结果显示HVPE方法同质外延生长的GaN薄膜表面平整、光滑,结晶质量高且C、H、O等杂质控制地很好,为制备垂直型GaN肖特基二极管提供了材料基础。2.对GaN肖特基二极管的终端保护结构展开了研究,分别制备了场板结构和场板结构并经氟离子注入处理的垂直型GaN肖特基二极管,并进行了对比研究。经性能测试后,仅有场板结构的GaN肖特基二极管的击穿电压仅为155V,而经氟离子注入处理的肖特基二极管的击穿电压提升至了775V,且反向漏电流降低了约5个数量级。并且,经氟离子注入处理的GaN肖特基二极管拥有108的高开关比和0.92eV的高肖特基势垒。同时,详细讨论了氟离子注入处理对GaN器件的影响。3.对GaN N面欧姆接触的热稳定性展开了研究。通过对GaN N面进行合理的表面处理,使得N面形成的欧姆接触成功攻克低温退火（300℃左右）后失效的难题,其比接触电阻率达到10-4Ω·cm2的水平。并结合原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）以及能量色散谱仪（EDS）对GaN N面的表面以及与金属形成的金半接触进行的一系列表征结果,分析了制备高热稳定性GaN N面欧姆接触的要点。并且,沿用改进后的工艺对不同掺杂浓度的GaN N面欧姆接触热稳定性进行了研究。硅掺样品相比于非掺样品而言,比接触电阻率基本相当,但是其热稳定性具有明显改进。