半导体功率器件是半导体领域不可缺少的一部分,半导体材料经过几十年的飞速发展,已经迭代到了第三代。其中的GaN因为具有大的禁带宽度,耐高温等优良特性以及AlGaN/GaN结构在界面处可以生成二维电子气导电沟道的特点,让基于GaN材料的高迁移率晶体管（HFET）在当今半导体功率器件领域备受关注。但目前市面上比较成熟的GaN基HFET器件多数是N沟道器件,P沟道器件因为GaN中采用Mg作为空穴受主杂质,其活性难以被激活,导致二维空穴气迁移率低,导通电流密度小。这最终造成P沟道GaN器件延迟远大于同等条件下的N沟道GaN器件,这严重拖慢了GaN基电路的速度。关于P沟道GaN器件的研究特别重要,本文在原有N型GaN器件基础上,对原有结构进行改进,成功研究出了具有P沟道特性,但是依靠电子气导电的GaN HFET,解决了上述P沟道GaN器件存在的诸多问题,并通过Sentaurus TCAD进行了相应的器件仿真,且该器件的工艺能够很好的与现有工艺集成。本文的主要工作内容有:通过Sentaurus TCAD对常规N沟道增强型GaN器件进行建模仿真,并探究了AlGaN厚度和Al组分对器件部分电学特性的影响,发现AlGaN厚度和Al组分的增加会让器件二维电子气浓度上升,器件源漏电流提高,但会让载流子迁移率降低。对仿真结果进行分析,发现势垒厚度和Al组分的增加增强了AlGaN层的极化强度,使界面处电子气浓度水平上升,但电子气浓度水平的上升使沟道处载流子电离散射的概率变大,所以沟道内的载流子迁移率下降。我们基于传统的N沟道GaN HFET,成功研制出具有P沟道特性的基于电子导电的HFET器件。该结构阈值电压为1.5V,饱和输出电流高达60mA/mm,关断时漏电流仅为3.459×10-15A/mm。具体原理为器件利用背栅结构,通过给背栅加正压,吸引二维电子气与背栅附近高浓度空穴复合,来关断导电沟道。我们对新型P型GaN HFET输出曲线进行分析,发现漏极电压升高会严重降低源漏饱和电流。通过对器件沟道处电荷分布进行分析,发现造成源漏饱和电流降低的原因是因为漏极电压让器件中的寄生PN结势垒变宽,阻挡了二维电子气沟道。根据这一结论优化改进原有结构,将顶栅极向漏极延长形成场板结构,削弱了漏极电压的影响。将器件的饱和输出电流从60mA/mm提高到了170mA/mm,阈值电压为-2.8V。