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本文开展了AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)的相关工艺和特性表征的研究。这里的相关工艺包括AlGaN/GaN的欧姆接触、肖特基接触和金属/介质/AlGaN/GaN MIS结构的工艺制备和特性表征。
在AlGaN/GaN 的欧姆接触研究中，除分析了Ti/Al/Ti/Au 和几种Ti/Al/Ni/Au 叠层结构的接触电阻外，还重点讨论了欧姆接触退火导致AlGaN出现裂缝以及Ti/Al/Ti/Au 欧姆接触出现短路的现象。通过进一步的实验分析，发现这种现象是由于金属Ti和Al的共同作用下，引起AlGaN层过大的张应力，直至造成裂纹及裂纹中引入金属TiN<,x>，从而导致金属之间短路。实验结果表明，相对于Ti/Al/Ti/Au欧姆接触，Ti/Al/Ni/Au 欧姆接触具有更好的热稳定性和更低的接触电阻。
本文分析了AlGaN/GaN的常规肖特基接触和刻蚀台面边缘肖特基接触结构，首次利用设计的垄沟结构证实了台面边缘的漏电现象，并通过不同温度下的电学测量和理论分析得出结论：不论AlGaN/GaN的普通肖特基接触还是的刻蚀台面边缘肖特基接触，反向泄漏电流在常温和更高的温度下以Frenkel-Poole陷阱辅助电子热发射电流为主。
本文分析了Si<,3>N4、SiO<,2>和Al<,2>O<,3>分别作为介质的金属/介质/AlGaN/GaN MIS 结构。研究表明，采用最为常用的介质 PECVD Si<,3>N<,4>作为AlGaN/GaN HFET 器件栅绝缘层，其MIS结构有比常规肖特基接触更小的正、反向泄漏电流；PECVD SiO<,2> MIS虽有极小的正、反向泄漏电流，但耐击穿能力很差；开发出电子束蒸发Al再热氧化形成的Al<,2>O<,3>的绝缘栅介质制备工艺。与其他介质MIS结构相比，Al<,2>O<,3>的绝缘栅MIS结构具有最小的反向泄漏电流和很好的抗击穿能力。与常规肖特基接触下沟道二维电子气(2DEG)面密度相比，Si<,3>N<,4>介质MIS结构中栅下沟道电子浓度较大，而Al<,2>O<,3>介质的相应沟道电子浓度则较小。
最后，本文讨论了AlGaN/GaN HFET器件的基本原理、制造工艺，给出了几种HFET器件的直流特性。结果表明，PECVD Si<,3>N<,4>的钝化可导致AlGaN/GaN HFET器件的阈值电压向负电压方向漂移，并导致栅泄漏电流的显著增大。而电子束蒸发Al再热氧化形成的Al<,2>O<,3>介质MISHFET虽然使跨导下降，但提高了电压工作范围，降低了栅泄漏电流。