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近些年来，GaN基异质结材料作为超高频大功率器件的核心材料其结构设计，器件制作，工艺优化被广泛研究。一直以来提高功率密度缩小器件尺寸都是科研工作者不断追求的目标，我们使用AlGaN沟道异质结材料代替常规AlGaN/GaN异质结以期提高HEMTs器件的工作电压。在沟道材料生长时利用超晶格结构提高AlGaN沟道的外延质量并减小合金无序散射对材料迁移率的副作用，以达到提高AlGaN沟道材料HEMTs器件的饱和电流密度。本文研究基于超晶格结构的AlGaN沟道异质结材料生长及器件并得到下列成果： 1.生长Al0.73Ga0.27N/Al0.22Ga0.78N和Al0.72Ga0.28N/Al0.20Ga0.80N异质结，后者具有超晶格结构的高Al组分AlGaN势垒。（002）面和（102）面摇摆曲线半高宽分别为354.1arcsec，426.4arcsec和318.5arcsec，405.2arcsec，结晶质量相近。超晶格结构使样品表面形貌改善，原子台阶更加清晰，RMS由0.361nm减小到0.313nm。样品2DEG迁移率由739.0cm2/V·s提高到1010.2cm2/V·s。 2.生长Al0.72Ga0.28N/Al0.32Ga0.68N异质结，其中沟道层变换为AlN/GaN超晶格结构，进一步减小合金无序排列对电子气迁移率的影响。（002）面和（102）面摇摆曲线半高宽分别为487.7和479.2arcsec。样品表面进一步得到改善，原子台阶清晰细密，RMS减小从0.313nm到0.273nm。样品2DEG迁移率升高到1174.6cm2/V·s，面密度为6.6×1012cm-2，方块电阻值为808Ω/□。 3.利用外延制备的常规AlxGa1-xN/AlyGa1-yN异质结以及超晶格结构AlGaN沟道材料异质结材料制作了HEMTs器件，具有超晶格结构的AlGaN沟道材料Al组分高达32%，制作的器件具有高击穿电压，且饱和电流密度相对常规AlGaN沟道材料制作的HEMTs器件几乎没有下降，栅漏间距Lgd=8μm时器件击穿电压达到368V，栅电压为5V时输出电流密度达到189.6mA/mm，峰值跨导为86.3mS/mm。DIBL系数比较小为5.6mV/V。 4.对器件样品的欧姆接触TLM图形进行测试分析，AlGaN沟道材料的欧姆接触电阻为1.999Ω·mm。高Al组分AlGaN势垒增加了欧姆接触制作难度，测试得到材料方块电阻与第三章中材料表征测试基本一致。对器件样品的肖特基接触特性进行测试分析，发现传统AlGaN沟道材料制作的器件漏电更大为12.5×10-6mA/mm，超晶格结构AlGaN沟道制作的器件漏电较低为8.2×10-6mA/mm，超晶格结构AlGaN沟道材料结晶质量好，器件的栅漏电得到抑制。