第三代宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）因临界击穿电场高、电子饱和速率大、热导率高、抗辐射能力强等卓越性能,已成为半导体产业界的研究热点。近年来,GaN材料和器件在射频/微波、移动通信和半导体照明等领域大放异彩,而在电力电子领域,AlGaN/GaN HEMT作为核心代表器件,尽管在材料生长、工艺制造、器件制作与表征等方面取得了重要突破,但是现阶段仍存在诸多技术难点需要攻克。首先,由于AlGaN/GaN异质结具有强极化效应,在异质结界面处存在高浓度的二维电子气（2DEG）,因此,增强型的实现一直是业界重点关注的问题之一。其次,目前AlGaN/GaN HEMT的击穿电压远低于理论极限值,如何提高器件的击穿电压也是亟需解决的重点问题之一。最后,GaN功率器件的制造工艺尚未成体系化,开发一套适合GaN功率器件的制造工艺至关重要。基于上述科学问题,通过对表面清洗、ICP刻蚀以及欧姆接触等关键制造工艺的开发与优化,本论文提出并研制了两种新型AlGaN/GaN HEMT功率器件。同时,利用Sentaurus TCAD数值仿真软件,提出并优化设计了两种空穴气增强型AlGaN/GaN HEMT。具体创新点如下:1.提出具有槽终端和复合栅介质的增强型高压AlGaN/GaN HEMT。槽终端结构优化漂移区表面电场分布,提高器件的击穿电压。复合栅介质结构提高刻蚀界面的质量,显著降低刻蚀界面处的陷阱浓度。测试结果表明,L_gd=5μm的器件击穿电压为412 V,导通电阻为7.42Ω·mm,刻蚀界面陷阱浓度从10¹33 eV^-1cm^-2下降到了10¹²¹0¹33 eV^-1cm^-2,下降了近一个数量级。2.提出具有氟离子注入终端的AlGaN/GaN HEMT。一方面,氟离子注入到钝化层中可以避免离子注入对AlGaN势垒层的物理损伤,抑制电流崩塌现象;另一方面,作为终端结构优化漂移区表面电场分布,提高击穿电压。测试结果表明,L_gd=10μm的器件击穿电压为803 V,静态导通电阻为6.17Ω·mm。当漏电极的应力电压为100 V,测试周期和应力周期分别是2 ms和3 ms时,相比于静态导通电阻,器件的动态导通电阻仅增大了23%。3.设计并提出了两种空穴气增强型AlGaN/GaN HEMT,创新性地利用二维空穴气阻断源极和二维电子气之间的纵向沟道,从而实现增强功能。第一,提出单导通沟道空穴气增强型AlGaN/GaN HEMT。仿真结果表明,L_gd=5.5μm的器件击穿电压为705 V,比导通电阻仅为1.18 mΩ·cm²。第二,提出多导通沟道空穴气增强型AlGaN/GaN HEMT。仿真结果表明,L_gd=5.5μm的器件击穿电压为604 V,比导通电阻仅为0.38 mΩ·cm²,功率品质因数高达9.6 MW/mm²。