以GaN为代表的III族氮化物宽禁带半导体以其高电子饱和漂移速率、高击穿电场、高导热性等优势性能,成为制备新一代电力电子器件的优选材料。GaN基肖特基二极管（SBD）作为转换器和逆变器中的元件,是电力电子电路中重要的组成部分。其中,Al GaN/GaN异质结水平结构二极管因具有高电子浓度、高迁移率的二维电子气（2DEG）以及高达3MV/cm的击穿电场而受到广泛关注。同时,Al GaN/GaN肖特基二极管与GaN HEMT器件具有兼容的制备工艺,在制作紧凑型和多功能GaN集成电路方向极具发展潜力。近年来,国内外在GaN横向肖特基二级管方向取得了很多进展,但是SBD器件的性能还远未达到理论水平,市场上也没有成熟可靠的商业化产品。目前SBD器件存在的主要问题包括开启电压与导通电阻偏高,击穿电压与理论值相差偏大,一致性无法满足实际应用的需求。因此,本文以提高GaN横向SBD性能为目标,提出了两种新型器件结构,并对其电学特性进行了深入研究。论文的主要研究内容如下:1.为了在降低器件的开启电压和导通电阻的同时不牺牲器件的反向性能,本文提出了一种具有多孔阳极结构与势垒层完全刻蚀的Al GaN/GaN横向肖特基二极管。通过在阳极金属Ni与二维电子气通道之间形成肖特基结,以及引入多孔结构扩大接触面积,器件的肖特基势垒被成功降低到0.46e V,进而实现了0.35V的低开启电压。同时导通电阻随着肖特基接触面积的增大而线性减小,电阻的最优值为6.93mΩ·cm~2。其次研究了阳极刻蚀深度与正向特性的关系,并发现完全刻蚀工艺使开启电压具有良好的一致性。最后本文提出了低温快速热退火的工艺,通过低表面粗糙度的欧姆电极获得了高达2770V的击穿电压,器件的功率品质因子也达到1.1 GW cm-2。2.为了进一步提升二极管的电流密度以及研究封装后器件的性能,制备了叉指结构的阳极完全刻蚀二极管与双阳极二极管。测量发现,双阳极器件凭借独特的导电机制,相比于大尺寸完全刻蚀器件,其开启电压与导通电阻更低,分别为0.44V和3.28 mΩ·cm~2,但由于在工艺过程中引入的刻蚀误差,一致性略逊于完全刻蚀器件。同时观察到器件的漏电流不随温度而变化,采用直接隧穿模型解释了这一现象。在封装方式上,发现倒装芯片相比引线键合芯片散热途径更好,因此在抗浪涌能力方面更加出色。