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磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT)是电流截止频率((fT)与最高振荡频率(fmax)同时大于1THz的晶体管。由于InP基HEMT器件具有高电子迁移率、高电子饱和速率和高的薄层电子密度，它特别适合于毫米波(30-300GHz)与亚毫米波(300GHz-3THz)应用，例如雷达、太空通讯、高容量无线通信、高速数据光通信系统以及亚毫米波光谱应用。 表面钝化对InP基HEMT器件的直流和射频性能具有重要影响，同时使器件有更好的可靠性。表面效应限制了器件直流和射频性能，由于表面钝化抑制了表面效应，近年来表面钝化受到越来越多的关注。为了研究不同钝化方法的效果，我们制作了不同栅长的器件，栅长分别为80nm，100nm，120nm和150nm。 对经过Si3N4-PECVD钝化的InAlAs/InGaAs InP HEMT器件进行了直流与射频性能的研究。以120nm栅长的器件为例。钝化后，最大跨导gm，MAX从1090mS/mm增大到了1140mS/mm，最高振荡频率fmax,MAX从332.6GHz增大到了346GHz，而且fT略有减小。另外，建立了小信号等效电路模型，模型仿真结果与器件测试结果吻合度很好，表明Si3N4-PECVD钝化方法对InP基HEMT器件的直流射频性能提升具有很大作用。 由于表面钝化对InP HEMT器件直流、射频性能具有非常明显的影响，对该器件钝化前后的直流、射频特性进行了研究，钝化采用15nm Al2O3原子层沉积。栅极电容Cgd和Cgs的增加非常有限。以120nm栅长的器件为例。钝化后，最大跨导gm，MAX从1090mS/mm增大到了1140mS/mm，最大的最高振荡频率fmax，MAX从335.9GHz增大到了347.5GHz,而且fT基本没有变化。建立了小信号等效电路模型，模型仿真结果与器件测试结果吻合度很好，表明超薄ALD-Al2O3钝化对InP基HEMT器件的直流射频性能提升具有很大作用。 介绍了一种新颖的Al2O3/Si3N4堆叠层表面钝化技术，展示了这种钝化方法对器件直流、射频特性的影响。以150nm栅长的器件为例。栅极电容Cgd和Cgs的增加非常有限。钝化后，最大跨导gm,MAX从1010mS/mm增大到了1070mS/mm，最大的最高振荡频率fmax,MAX从310GHz增大到了330GHz，fT，MAX从148GHz增大到了160GHz。另外，建立了小信号等效电路模型，模型仿真结果与器件测试结果吻合度很好，表明Al2O3/Si3N4多层表面钝化对InP基HEMT器件的直流射频性能提升具有很大潜力。 建立了基于小信号等效电路的fT分析模型，该模型包含非本征参数Rs、Rd、Cgs_ext、Cgd_ext和本征参数Cgsi，Cgdi，gmi，and goi。通过增大了gmi提升了载流子传输特性，因而缩短了载流子传输时间τt和寄生充电延时时间τext。同时通过降低非本征电容减小了τpar。fT的测量和仿真结果拟合度非常好，这相应地也成为进一步提升fT的有效方法。 InP基HEMT在现代化高速微波电路、功率放大器与低噪声放大器方面具有重要应用前景，因而对该器件的研究非常重要。同时，精确的HEMT非线性等效电路模型对于准确的电路设计来说也至关重要。本文提出了InP基HEMT器件的特性改进与漏级电流微分的精确建模，模型参数提取非常简洁，同时模型很容易嵌入到仿真工具中。为了得到更准确的模型结果，使用了高阶的幂函数ψ，同时栅漏电流与一维多偏置电容模型被采用。模型拟合结果表明，I-V特性及其高阶导数特性都拟合的非常准确。另外，模型S参数和Pout结果也与Angelov模型进行了对比，新提出的模型具有更好的精度。