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在微波毫米波应用中,提高AlGaN/GaN HEMT器件的截止频率fT和最高振荡频率fmax是研究工作中的重中之重,而提升器件频率特性最简单有效的方法是减小器件栅长Lg,随着Lg减小会产生短沟道效应,严重影响器件的性能。本文主要针对短沟道效应和栅结构优化及栅漏间距优化等方面通过Silvaco TCAD-ATLAS软件仿真和实验测试验证的方法对微波毫米波AlGaN/GaN HEMT器件进行了分析研究。本文首先通过ATLAS软件仿真分析短沟道效应对器件直流特性及频率特性的影响。随着栅长减小至纳米级,器件的输出饱和特性变差,阈值电压负漂移,最大直流跨导降低,并分析了短沟道效应产生的原因栅下沟道电势的二维分布和漏致势垒降低效应（DIBL）。随着Lg减小,器件的fT和fmax增大,但是器件的频率栅长积Tf?Lg出现减小,当Lg>250nm时,Tf?Lg减小速度较慢,所以减小Lg可以有效增加fT的值,当Lg<250nm,Tf?Lg的减小速度加快,虽然随着Lg减小,fT仍在增大,但是短沟道效应使得其提升幅度受到限制。为了抑制短沟道效应,仿真研究了在栅下挖槽形成槽栅结构,以减小栅下势垒层厚度tgbar提高纵横比,增强栅对沟道的调控能力,相比于tgbar=23nm,tgbar=15nm时器件栅耗尽区纵向拓展变宽,且在VDS由0V增大至10V势垒降低值减小了27%,有效抑制了短沟道效应。在短沟道效应的分析基础上,通过仿真对器件的T型栅和栅漏间距LGD进行优化,提高器件的频率特性。T型栅栅帽长度Lcap的减小会增大Tf的值,与Lcap为900nm相比,Lcap为300nm的fT增大了58%。而Lcap减小会增大栅电阻,fmax随着Lcap的减小先增大后减小,Lcap为500nm时fmax的为最大值76GHz。随着LGD的减小器件的fT和fmax的值不断增大,LGD为3μm时相比,LGD为1μm时器件的fT的值由48GHz增大到75GHz,fmax的值由60GHz增大到94GHz,分别增加了56%和57%。但是栅漏间距由3μm减小至1μm器件击穿电压的值降低了10%。因此LGD的取值要综合考虑器件的直流、频率特性及击穿电压的影响。基于仿真的器件结构和理论分析,通过实验测试验证仿真结论的正确性。测试数据表明随着Lg减小至100nm时TV负漂移了42.70%,跨导降低了16.47%,短沟道效应严重。通过形成槽栅减小栅下势垒层厚度可以有效抑制短沟道效应,相比常规器件,槽栅器件gm增大了18.41%,|TV|减小了17.65%,器件的开关比Ion Iof f高达1.5×108,器件的夹断特性很好,器件的fT和fmax分别增大了35.48%和36.11%,改善了器件的频率特性。计算求得DIBL=12.8mV/V,采用槽栅结构能够很好的抑制DIBL效应。在此基础上,形成T型栅器件,与I型栅相比,fT和fmax的变化规律与仿真结果相同,当Lcap为500nm时,fmax=141GHz取最大值。Lcap由500nm减小至300nm时,由于栅电阻增大,使fmax的值降低了5.67%。