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AIGaN/GaN HEMT不仅具有优良的功率特性，而且在低噪声应用方面很有优势。本论文在对GaN HEMT器件进行噪声机理研究的基础上，建立了GaNHEMT噪声模型，并用自建模型进行LNA电路的设计，在GaN MMIC关键单项工艺和无源器件工艺开发的基础上，成功研制出X波段GaN基低噪声放大器单片集成电路，推进了GaN MMIC芯片研发的国产化和实用化。
本论文的主要研究成果如下所示：
1、建立了准确直观的GaN HEMT噪声模型。从小信号模型出发，对模型结构进行合理的简化，在栅端和漏端引入相应的噪声源，考虑热噪声源和沟道非平衡噪声源的同时，与栅漏电密切相关的散粒噪声源也包含在内。并结合Pospieszalaski噪声模型的优点，引入噪声温度，建立了噪声参数和S参数均能与实测吻合的GaN HEMT噪声模型。
2、分析了噪声系数随不同偏置的变化趋势和内在机制，探索了高漏偏压下GaNHEMT的噪声特性。研究表明，强烈的高场碰撞电离效应、短栅长器件严重的短沟道效应、白热效应以及非线性效应，导致GaN HEMT在高漏压下的噪声系数比较高，且随偏压的增大急剧增长。
3、在合金退火、离子注入隔离、蒸发栅金属前退火和减薄背孔背金等单项关键工艺的开发和理论研究上取得了突破。合金退火时碳元素污染的消除可有效改善电流崩塌现象；离子注入工艺中氮的选择可有效改善有源区的隔离效果；蒸栅前退火可减小刻蚀损伤，抑制栅漏电，改善管芯的噪声性能；SiC衬底上的背孔背金工艺的成功解决，保证了电路所必需的接地和散热，为GaN LNA MMIC最终研制成功奠定了良好的基础。
4、对TaN薄膜电阻、平而螺旋电感和MIM电容等无源器件进行工艺条件的开发优化和建模研究，建立了一整套准确的无源器件模型参数，为GaNMMIC的设计提供了必要的条件。
5、对GaN MMIC制作的全套工艺流程进行优化，成功设计并研制了国内第一款X波段GaN基LNA MMIC芯片。电路的噪声系数在8GHz下约为2.6dB；在7.5GHz～8GHz频率范围内，电路的小信号增益大于5dB，输入驻波比小于1.8，输出驻波比小于3.3。