氮化镓功率器件具有体积小、效率高、频率快等优良特性，在空间电源系统高频小型化的趋势下具有广阔的应用前景。但由于空间环境中包含各种不同种类的射线和粒子，使应用于空间辐射环境中的氮化镓功率器件受到辐射后，产生总剂量效应和单粒子效应等。并且氮化镓功率器件作为新型器件，具有热载流子效应等可靠性问题，因此氮化镓功率器件在空间环境下面临辐射效应和常规可靠性的双重威胁。目前，氮化镓功率器件辐射效应及损伤机理研究不够深入，辐射效应对常规可靠性的作用处于探索阶段。因此，本文针对以上问题做了较为系统的研究，为氮化镓功率器件抗辐射能力及可靠性综合评估提供了有益参考。 首先，由于空间环境中双极器件低剂量率损伤增强效应(Enhanced low Dose Rate Sensitivity)与氢离子的输运有关，且氮化镓材料本身具有高密度的氢相关缺陷。因此本文选用三种型号增强型氮化镓功率器件进行了不同剂量率的总剂量辐照试验。试验结果表明，纯GaN器件具有很强的抗总剂量辐照能力。结果分析认为，P型帽层和共源共栅(Cascode)结构氮化镓器件都不具有低剂量率损伤增强效应；Cascode结构氮化镓器件总剂量退化更明显，其原因是Cascode结构硅基MOS管的退化；P型帽层结构的氮化镓器件抗总剂量能力较强，AlGaN层负电荷、P型帽层俘获正电荷是其主要退化机制，最终退化程度取决于二者的竞争；进一步对P型帽层氮化镓器件在总剂量辐照后进行了应力退化试验，累计总剂量器件应力后饱和IDS下降、阈值电压上升更明显，其原因为总剂量辐照期间器件激活了更多表面态和缺陷，同时应力期间缺陷捕获了二维电子气中的电子。 其次，单粒子烧毁(SEB)、单粒子栅击穿(SEGR)是氮化镓功率器件面临的首要威胁，现行相对独立的评估方法能否准确模拟空间环境下的综合退化程度存在疑问。因此在单粒子效应和应力退化的视角下开展了进一步研究，分别在不同偏置、不同LET、射程的重离子条件下俘获了SEB/SEGR现象，发现器件的敏感偏置为Semi-On，在关态偏置下VDS越大IDS/IGS上升越显著；I、Cu离子的试验结果对比表明，在等射程条件下IDS/IGS变化取决于LET大小，Cu、O离子的试验结果对比显示，在等LET条件下IDS/IGS变化取决于射程，衬底漏电、漏-衬底短路、漏-源短路可能导致IDS/IGS永久退化。历经I离子辐照及关态应力后，饱和IDS及阈值电压的退化程度加剧，起作用机制是重离子入射引入了更多的缺陷，一方面表面态俘获了更多的电子，加强了对IDS电流通道的阻隔。另一方面，导电沟道中有更多的电子被AlGaN层及GaN缓冲层中的缺陷俘获，上述两个原因均会导致饱和IDS及阈值电压退化的加剧。通过激光扫描定位栅-漏之间的区域为电荷收集敏感区域。 最后，氮化镓器件在空间中会遭受总剂量和单粒子的影响，因此开展了氮化镓功率器件单粒子与总剂量的协同效应初步研究。试验发现，相比未总剂量辐照器件，总剂量累积器件在重离子辐照过程中的漏-源安全工作区会明显下降。这说明总剂量对单粒子具有协同作用。累积总剂量后P型帽层中俘获正电荷，降低了源到沟道的势垒高度，同时极化应力加剧，器件更易发生单粒子现象，可能是总剂量对单粒子协同作用的损伤机制。