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近些年来，随着无线通信的迅速发展，无线通信系统对微波功率放大器的要求进一步提高。基于AlGaN/GaN异质结的HEMT器件越来越受到普遍的重视。伴随着工艺技术的提高，AlGaN/GaN基HEMT器件的性能得到了很大的提升，但依然有许多问题没有得到解决，其中器件栅泄漏电流较大的问题较为突出。为解决该问题，人们采用了MIS结构栅来代替传统MES结构栅取得了不错的效果，但由于介质层的引入会导致器件栅控能力的下降，通过选择更高介电常数（high-k）介质的方法往往无法取得预想的效果，因此针对上述问题，本文提出采用新型凹槽栅结构来弥补跨导损失的想法，制备了凹槽栅MIS-HEMT器件，取得了不错的效果。本论文首先使用Silvaco仿真软件对凹槽栅MIS-HEMT器件进行了仿真，通过与常规MIS-HEMT器件的比较，从理论上得出了凹槽栅型MIS-HEMT器件能够提高跨导，不会对栅电流产生较大影响的结论。并对器件在开关态应力下的电场进行了仿真，为之后可靠性分析提供了一定的理论基础。之后详细阐述了本次实验制备Al2O3介质凹槽栅MIS-HEMT器件的流片过程，并根据PCM报告结果，对器件工艺进行了评估。其次对器件特性进行了表征，本次实验制备的凹槽深度为1.59nm的凹槽栅MIS-HEMT器件比常规MIS-HEMT器件栅电容高出8.9%，器件最大跨导高出8.8%，最大输出电流达到1443mA/mm；栅电流方面，凹槽栅MIS-HEMT器件反向栅电流比常规HEMT器件低两个数量级，正向栅电流低五个数量级，但比常规MIS-HEMT器件略高；小信号测试中，凹槽栅MIS-HEMT器件的fT、fMAX分别达到22GHZ、42GHz，高于常规MIS-HEMT器件。最后对本次实验所制备的凹槽栅MIS-HEMT器件的电应力可靠性进行了分析，发现凹槽栅MIS-HEMT器件能够提高关态应力可靠性，并通过与常规MIS-HEMT器件的对比，研究了器件在电应力下的退化机制。