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电力电子器件在管理和分配电力和能源方面起到了至关重要的作用，是电力电子系统的核心元件。随着Si器件的发展接近其理论极限，以GaN为代表的第三代宽禁带半导体材料因其具有禁带宽度大、临界击穿电场高和电子饱和漂移速度快等特点，逐渐成为研究的热点。与Si器件相比，GaN基电力电子器件具有速度更快而能耗更小，击穿电压更高而导通电阻更小，效率更高而体积更小等优势，并且可用于高温、高频、强辐射等环境中。基于AlGaN/GaN异质结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)器件是GaN基电力电子器件的重要成员之一，吸引了国内外众多学者的研究。然而通过外延生长获得的AlGaN/GaN HEMT器件为常开型（耗尽型），在接入电源时，器件处于导通状态，因此需要设计较为复杂的电流以保障安全性。为降低电路成本和复杂性，并提高电路安全性，在应用中人们更希望使用常关型（增强型）HEMT器件。如何实现高性能、高可靠性的常关型AlGaN/GaN HEMT器件已成为目前的研究重点。 本论文围绕p-GaN帽层常关型AlGaN/GaN HEMT器件，采用选区二次外延技术，在p-GaN帽层的外延生长及HEMT器件制备方面开展了研究工作，具体研究内容和研究结果如下: 1.选区二次外延生长p-GaN研究。通过实验确定外延生长使用的掩膜，并改进版图设计和优化生长参数，制备出表面平整、厚度均匀的p-GaN。重点研究了生长时间、载气类型及浓度、选区尺寸、生长温度、Cp2Mg流量等关键参数对p-GaN生长的影响。最终获得与选区生长前AlGaN表面粗糙度(0.336 nm)相当的p-GaN，不同Cp2Mg流量下的p-GaN的表面粗糙度可达0.593nm、0.285 nm和0.676nm，可以用于制备p-GaN栅 HEMT。 2.摸索和改进p-GaN栅AlGaN/GaNHEMT器件制备过程中的关键工艺，包括光刻、台面隔离、刻蚀、欧姆接触、剥离工艺等。重点解决了快速热退火形成欧姆接触的问题，比接触电阻率可达到2.17E-5Ω·cm2。 3.研究不同Cp2Mg流量对p-GaN栅HEMT器件特性的影响。分析了肖特基栅HEMT(Schottky HEMT)和p-GaN栅HEMT(SAG HEMT)器件的转移特性曲线、跨导曲线、直流输出曲线和漏电机制。SAG HEMT的阈值电压可达到-0.37V，比Schottky HEMT阈值电压增大3.58V。随着Cp2Mg流量从0.08μmol/min增大到0.20μmol/min，p-GaN中空穴浓度增加，SAG HEMT的阈值电压正向偏移，由-0.76 V增加到-0.37 V。SAG HEMT跨导可达139.8 mS/mm，电流密度为207 mA/mm。器件漏电主要为p-GaN和AlGaN势垒层形成的pn结的横向和纵向漏电。因此，在后续实验中继续优化p-GaN生长条件，提高空穴浓度和pn结质量，有望获得正的阈值电压并提高栅摆幅，制备出常关型HEMT器件。