随着电力电子技术和新能源的迅猛发展,SiC材料因为宽禁带、高临界击穿电场强度和优异的散热性能等优点成为目前的研究热点,SiC功率器件是半导体功率器件领域中的重要研究内容之一。与传统的Si基器件相比,SiC功率器件在能量损耗和转化,以及工作频率等方面优势明显,是下一代能源转换的主要功率半导体器件。SiC功率器件包括纵向器件和横向器件,纵向器件由漂移区的厚度来承担耐压,一般耐压可以设计到上万伏,横向器件一般由漂移区的长度来承担耐压,所以在设计的时候要将芯片面积因素考虑在内。两种器件都希望可以获得高的击穿电压和低的比导通电阻,同时可以有低的开关损耗等优点,本文针对于这些问题,研究和分析了SiC功率纵向和横向器件,对其结构和性能提出了改进措施。具体的研究工作安排如下:1.提出了一种集成反向肖特基续流二极管的可逆导SiC JFET结构。针对传统SiC JFET没有反向恢复能力的问题,提出结构将传统SiC JFET的栅极区域被分成上下两半部分,其中下半部分被源极取代,并在沟道区侧壁集成了肖特基势垒二极管,在不增加额外的元胞面积情况下,实现SiC JFET的逆导功能,提高了结构的性能。数值模拟结果表明,提出结构的击穿电压为1730 V,比导通电阻为2.71mΩ·cm~2。与传统SiC JFET相比,栅漏电荷降低了72.91%。开关损耗降低约91%,在频率范围10kHz至400kHz,平均栅极驱动功耗降低36%以上。结果还表明,反向开启电压为0.85 V,具有低的反向恢复时间和反向恢复电荷。该成果已在器件领域重要期刊IEEE Transactions on Electron Devices发表。2.提出一种具有高电流密度的SiC LDMOSFET。提出结构采用RESURF原理,漂移区的表面设置了p-top层,在源极场板和漏极场板的辅助作用下,共同优化结构表面横向电场分布,提高平均电场强度,增大漂移区单位微米长度的耐压值。同时,漂移区的掺杂浓度得到大幅度提高。与传统SiC LDMOSFET结构相比,提出结构在平面栅的基础上添加了沟槽栅,扩展了结构的电流导通路径。提出结构实现了1358 V的击穿电压,比导通电阻为2.89 mΩ·cm~2,击穿电压和比导通电阻的折中关系得到了改善。提出结构和传统SiC LDMOSFET结构的开关特性相接近。