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GaN材料具有禁带宽度宽、击穿电场大以及电子饱和速度高等优良的物理特性，并且在AlGaN/GaN异质结界面处会形成高浓度、高电子迁移率的2DEG。这就使得GaN材料非常适合于功率电子器件方面的应用。但是GaN电子器件中背景载流子过高，导致器件泄漏电流过大，容易提前发生击穿。本论文通过理论分析以及软件模拟仿真，研究了AlGaN背势垒缓冲层、缓冲层中引入受主陷阱以及极化掺杂缓冲层等结构和技术对器件泄漏电流的抑制。研究结果表明，随着AlGaN缓冲层中Al组分的增大，器件的泄漏电流减小，但同时器件的正向导通电流也在下降。在保证器件正常工作的前提下，结合仿真优化，确定了AlGaN缓冲层中Al组分的最优值为0.05。基于Al0.05Ga0.95N缓冲层的GaN功率电子器件的仿真结果表明，器件具有良好正向导通特性和夹断特性，在Vgs=4V时，最大输出电流为350mA/mm；器件的阈值电压为1.8V，导通电流与截止电流之比高达108。同时，器件表现出了优良的击穿特性，在Lgd=3μm时，器件的击穿电压为293V。并且击穿电压随Lgd的增大而增大。当Lgd=10μm时，其击穿电压可达535V。从陷阱浓度与陷阱能级位置的角度出发，研究了不同浓度和不同能级位置的受主陷阱对器件泄漏电流及击穿电压的影响，结果表明AlGaN缓冲层中高浓度的深能级受主陷阱能够有效的抑制器件的泄漏电流，提高器件的击穿电压。器件的击穿电压随着陷阱浓度的增大而线性增大，随能级的增大而迅速增大直至饱和值。当Lgd=25μm时，达到饱和值2300V。不同Lgd情况下的对陷阱的优化可以进一步提高击穿电压，当Lgd=30μm时，最大击穿电压可达3800V。与普通GaNHEMT相比，极化掺杂AlGaN缓冲层除了能够抑制器件的泄漏电流，还可以调制沟道电场分布，使其更加均匀。仿真结果表明，极化掺杂可以有效的抑制泄漏电流，当最大Al组分为0.1时，泄漏电流相比于普通GaN HEMT下降了4个数量级。Lgd=3μm时，击穿电压为640V，并且随Lgd的增大而增大，当Lgd=27μm时，击穿电压达到最大值3800V。