氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料（也称宽禁带半导体材料）,其禁带宽度、电子迁移速度、击穿电场和工作温度等皆远大于硅（Si）与砷化镓（Ga As）,具有作为电力电子器件和射频器件的先天优势。近年来,GaN基高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）器件由于其高频高功率,开关速度快等优异性能在功率器件,微波器件等领域表现出巨大的应用潜力。而GaN基肖特基二极管得益于GaN材料的优异特性也成为功率器件的研究热门。GaN功率器件的可靠性测试及失效机理分析对其推广应用有着十分重要的意义。近年来,GaN功率器件的可靠性研究一直是相关领域的研究热点。虽然在高温高场方面进行了较多的研究,但多应力条件（热,电）下器件的可靠性依然是困扰研究人员的一个技术大难题。本论文针对目前GaN功率器件中较为成熟的三类器件,包括:GaN MIS-HEMT（Metal-Insulator-Semiconductor HEMT）、p型栅（p-GaN gate）HEMT以及GaN基肖特基二极管（SBD）,开展包括偏压应力,温度应力等应力条件在内的可靠性研究,对器件在多应力条件下的退化行为及其机制进行了全面的研究和系统的分析。以下是主要研究内容:（1）研究了常开型GaN MIS-HEMT器件在不同工作状态下器件退化的时间依赖性,其中器件的工作状态通过设置不同的栅漏偏压条件来控制。对器件三种不同工作状态下（关态,半开态,开态）的阈值电压V_th,跨导g_m,饱和漏电流I_dsat进行实时监控,分析偏压应力对器件性能的作用规律,解释了器件不同工作状态下的退化机制。当器件处于关态时,受高负栅偏置的影响,器件阈值电压负飘的主要机制是栅介电层的电荷俘获。当器件处于半开态时,热电子效应是器件退化的主要机制,高能热电子的注入将导致器件阈值电压发生不可恢复的负飘以及饱和漏电流的下降。当器件处于全开态时,阈值电压几乎不变化而饱和漏电流由于器件自热效应急剧下降。（2）对p型栅Al GaN/GaN HEMT器件进行高温反偏（HTRB）以及负栅偏压温度不稳定性（NBTI）研究。通过对器件长程应力实验过程中阈值电压以及导通电阻的实时监控,结合实验前后电学性能的变化,分析反偏应力以及温度对器件的作用机制。研究结果表明,高的反偏应力能引起p-GaN层的空穴发射,且导致虚栅效应的产生,最终导致阈值电压的正向飘移和导通电阻的退化。而负栅偏置能导致Al GaN层及其表面的电荷俘获,导致阈值电压负飘。实验还表明温度升高能加速Al GaN层及其表面的电荷俘获过程。（3）制备了垂直结构的GaN基肖特基二极管（SBD on GaN）,并对GaN基肖特基二极管的高温下性能可靠性进行了研究。在温度梯度下对SBD的电学特性进行测试,分析了器件性能的温度依赖性以及器件高温下的反向漏电机理。结合AFM以及c-AFM（导电原子力显微镜）对表面形貌以及表面电荷分布的表征,证明了器件在高温环境下会有更多的缺陷被激活从而形成漏电通道导致器件反向漏电流增大。