磷化铟(InP)基高电子迁移率晶体管(HEMT)具有极高的截止频率和极低的噪声系数，是毫米波段最具竞争力的半导体器件之一，在高端微波、毫米波通信系统中有着广泛的应用。本文在优化和创新器件制备关键工艺基础上，开发了一套InP基HEMT的工艺流程，利用自行设计的外延层材料，研制出性能良好的晶格匹配单沟道InP基HEMT器件和InGaAs/lnP复合沟道HEMT器件。取得的主要研究成果如下：　　 1.改进和开发了一系列InP基HEMT制备的关键工艺，在突破这些关键工艺的基础上，开发了一套InP基HEMT制备的工艺流程。这些关键工艺的改进和开发包括：a)完善了原有T型栅研制的关键工艺，将典型器件栅长从原有的350 nm减缩小到120呦，最小栅线条尺寸达到80 nm； b)开发了2种新型T型栅制备工艺，解决了现有工艺方法中底层胶显影控制困难及去胶难等问题，为进一步制备更小尺寸的T型栅打下基础；c)开发了一种混合曝光工艺，该方法采用常规光学曝光制备电子标记，避免了邻近效应的影响，同时省去一步电子束曝光，节省了科研经费与缩短了器件研制时间；d)改进了欧姆接触工艺.采用Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au的金属结构，通过270℃、lOmin的低温长时间合金，使最小接触电阻从原有的0.15Ω·mm降低到0.068Ω·mm。　　 2.采用上述自主开发的工艺，在自行设计的晶格匹配单沟道InP基HEMT外延材料上，成功制备出的高性能的毫米波InP基HEMT器件。器件栅长为120 nm，电流增益截止频率(fΥ)为220 GHz，功率增益截止频率(fmax)为204 GHZ。器件的fΥ和fmax这两项关键频率指标均为目前国内HEMT器件的最高值，且远远超出973项目任务书要求(fΥ达到160GHz)。　　 3.在改进的InGaAs/InP复合沟道InP基HEMT外延材料上，成功制备出新型InGaAs/InP复合沟道HEMT器件。由于关键工艺的改进，器件栅长由原有的0.9μm降低到0.2μm，器件的电流增益截止频率(fΥ)由原有的29GHz提高到122GHz。在保证良好高频特性的同时，器件源漏开态击穿电压由原有的5.9V提高到6.8V。　　 4.提出了一种新的用于计算复合沟道HEMT器件的方法。该方法采用流体力学模型和密度梯度模型联合求解的方式计算复合沟道HEMT器件的内部物理量。与传统的求解泊松方程和薛定谔方程相比，该方法计算速度快，收敛性好。　　 5.针对InGaAs/InP复合沟道器件的特殊性，在常规HEMT小信号模型基础上提出了一种新型的用于复合沟道HEMT器件模型，该模型的提出对该类器件的准确提参和建模具有一定的指导意义。