以GaN为代表的宽禁带化合物半导体材料,在微波大功率等应用领域表现出有出色的性能,成为越来越多研究工作者们关注的焦点。在过去几十年中,得益于GaN材料的宽禁带、高饱和电子漂移速度等优点,以AlGaN/GaN异质结为基础的高电子迁移率晶体管的运用开发取得了极大的进展。然而在功率放大器应用中,高线性问题始终是阻碍其发展的难题之一。特别地,GaN基功率放大器的线性度是衡量无线基站通讯系统好坏的一个重要指标,能够使器件的跨导值在较宽的电压范围内维持峰值是高线性器件的基本要求。渐变型凹槽栅(TRG)技术作为一种结合了调节势垒层厚度与凹槽栅刻蚀两种手段的方法,为高线性器件设计带来了新的思路。本文首先介绍了AlGaN/GaN HEMTs器件的基本工作原理和器件高线性基础概念,随后从电流公式中定性分析了GaN HEMTs器件出现非线性的原因,找出决定器件跨导平坦度的两个关键因素(迁移率和二维电子气浓度值),之后讨论了近年来HEMT高线性器件设计中的常见方法,引出了渐变型凹槽栅技术的提出过程。渐变凹槽栅技术作为一种调整器件跨导平坦度的创新手段,具有一定的可行性,但目前由于受工艺条件的制约,渐变型凹槽栅(TRG)技术并不成熟,因此本文尝试先从仿真角度对其进行研究讨论。使用Silvaco仿真软件对渐变型凹槽栅结构器件进行了基本建模,综合考虑器件中材料和结构的特殊性选取合适的极化电荷模型和迁移率模型对器件进行仿真,由于对应不同势垒层厚度的栅下电场值不同,引入了与电场值有关的GANSAT高场模型,并根据不同势垒层厚度下的实验测量值完成相关模型参数匹配。模型建立完成后,对栅长方向渐变型凹槽栅结构AlGaN/GaN HEMTs器件进行了二维直流特性仿真,并与常规类型器件的相关电学特性进行了对比分析,由于器件的三阶交调失真与跨导的高阶导数有关,所以对器件的跨导曲线进一步处理分析。随后对栅长方向渐变型凹槽栅的渐变方向,渐变梯度以及势垒层厚度等结构参数进行了对比仿真,得出对称型渐变凹槽栅结构,栅下渐变凹槽梯度较浅时,势垒层厚度较大时,栅极长度取中间值时,器件能够获得最佳的跨导平坦度,但是势垒层厚度过大时,会造成跨导峰值的损失,应根据实际需求,合理调节势垒层厚度。本文的最后,完成了栅宽方向渐变型凹槽栅的GaN基HEMT器件三维结构仿真,对比分析了其与常规结构器件的转移特性与跨导曲线图,由于Silvaco软件中器件栅下不同势垒层厚度的器件特性对相关参数的调节并不敏感,造成三维器件的仿真结果未达到预期值。但不能否认的是,渐变型凹槽栅技术是一种新的解决器件非线性问题的思路方法,在未来的研究中,依然具有积极的探索意义。