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本文主要开展垂直型GaN电流孔径晶体管（Current Aperture Vertical Electron Transistor,CAVET）的相关研究,相较于横向型GaN HEMT（Lateral GaN High Electron Mobility Transistor）器件,CAVET器件在降低封测难度、减小芯片面积、获得高击穿电场、抑制电流崩塌效应等方面具有明显优势,本文从以下三方面开展GaN CAVET器件的耐压特性、导通特性以及极化特性研究。（1）GaN CAVET器件功率特性研究:对于GaN功率器件,要同时获得较低的导通电阻和较高的击穿电压,这对器件材料和结构提出了新的要求,需要对此进行深入的研究和探讨;（2）GaN CAVET增强型器件研究:增强型（Normally Off）器件更有利于简化电路设计、实现低功耗,需要对垂直型GaN增强型器件进行研究;（3）GaN CAVET双沟道器件研究:垂直型器件由于其结构特点,增加了导通电阻,所以输出电流比横向器件要小,因此对具有高输出电流的垂直型双沟道器件进行研究。本文采用Sentaurus TCAD仿真软件对GaN CAVET器件进行数值仿真,探究不同结构和材料参数下的器件特性,通过对器件仿真模型和结构参数优化,获得更好的器件性能。针对传统GaN CAVET结构缓冲层耐压不充分的问题,在埋层（Buried Layer）结构和超级结（Superjunction）结构基础上提出了一种渐变阶梯埋层的GaN垂直型器件（GPBL-GaN CAVET）。通过优化器件的结构和工艺参数,仿真得到GPBL-GaN CAVET器件的关态击穿电压为2536 V,相较于传统结构GaN CAVET器件提高了989 V,提升了64%,导通电阻为1.95 mΩ·cm2,FOM值提升了148%,达到了3.3 GW/cm2,显著增强了器件功率特性。针对传统GaN CAVET结构缓冲层漏电大、难以实现增强型的问题,在绝缘材料Si O2电流阻挡层（CBL）结构的基础上讨论了一种基于极化调制工程的器件（PE-CAVET）—Si O2-AlN混合阻挡层（HCBL）增强型Al0.3Ga0.7N/GaN CAVET,利用GaN/AlN异质结形成二维空穴气（2DHG）调节器件阈值,实现器件的阈值电压为2.31V,电流开关比达到1012,击穿电压为864 V,相较于传统GaN CAVET耐压提升了156%,泄漏电流减小了4个量级;针对传统单沟道Si O2 CBL器件输出电流较小的问题,提出了Si O2-In0.05Ga0.95N HCBL Al0.3Ga0.7N/GaN CAVET,引入GaN/InGaN异质结形成二维电子气（2DEG）次沟道提升器件饱和输出电流,实现器件的饱和输出电流为985 m A/mm,跨导达到了256 m S/mm,相较于单沟道Si O2 CBL器件饱和输出电流提升了30%,跨导提升了25%。