GaN半导体材料具有禁带宽度大、电子饱和速度高、导热性能好等优点,在高温、大功率、微波器件领域拥有很大发展潜力。A1GaN/GaN HEMT作为GaN基微电子器件的代表,可广泛应用航天等领域。由于器件长时间工作在高偏置和空间辐射环境下,器件的可靠性问题值得关注。本论文以新型AlGaN/GaN HEMT的电应力退化机制和质子辐射损伤退化机制为研究内容,从实验和理论两方面开展了系统深入的研究。本文首先对AlGaN/GaN HEMT电应力下退化机制进行分析,对三种主要的电应力退化现象,如沟道热电子注入、栅极电子注入和逆压电效应等,设计并开展了独立的实验研究,对其退化机制进行深入剖析。对于沟道热电子注入模型的分析采用栅悬空应力实验,即将栅极悬空,只在源漏两极间长时间施加电压,可以得到热电子注入独立作用的退化现象;对栅极电子注入模型的分析则采用源悬空应力实验,即将源极悬空,只在栅漏两极间长时间施加电压,可以得到栅极电子注入独立作用的退化现象;最后对逆压电效应模型采用短时间阶梯式应力实验,对栅漏电压进行逐步增大,每步持续时间短,可以得到逆压电效应独立作用的退化现象。在退化机制分析的基础上,研究了器件退化抑制方法。然后研究了AlGaN/GaN HEMT质子辐照效应的退化机制,对器件进行质子辐照实验,对比辐照前后IV特性,在高注量下输出曲线发生较严重的退化,分析得出退化机理是质子辐照感生受主缺陷。之后对器件进行抗辐照加固,采用AlGaN缓冲层的GaN HEMT器件,一方面提高缓冲层材料的位移阈能,增强器件的抗辐照能力,降低缓冲层中受主缺陷的产生概率;另一方面通过提高缓冲层势垒高度,增加了沟道热电子注入缓冲层的难度,也有利于抗辐照能力的提高。最后对加固处理的器件再次进行质子辐照实验,辐照前后结果对比证明了加固方案的可行性。