在对SiGe材料、SiGe/Si异质结性质以及超结结构特点、性质等方面研究的基础上，本文提出了超结和半超结SiGe功率开关二极管。相比传统的Sipin功率二极管，这两种器件能更好地满足高频化电力电子电路对功率二极管低通态压降、高击穿电压、小反向漏电流以及快速软恢复性能的要求。　　 从SiGe材料以及SiGe/Si异质结电流输运机制出发，在理论上论证了SiGe/Si/Sipin二极管比传统Sipin二极管更容易实现正向导通压降和反向恢复时间之间的折中关系。SiGe/Si/Sipin功率二极管可以在提高器件开关速度的同时降低正向导通压降，但其缺点是漏电流有所增加。建立了超结Si功率二极管结构，详细分析了其击穿机理。与相同厚度的常规Si功率二极管，超结Si功率二极管的反向耐压大幅度增加，漏电流也显著下降。但反向恢复特性变差，出现硬恢复现象。　　 将SiGe材料与超结结构相结合，提出了超结SiGe功率二极管。该器件有两个重要特点：一是由轻掺杂的p型柱和n型柱相互交替形成超结结构，取代传统功率二极管单一的n-基区；二是阳极p+区采用很薄的应变SiGe材料。该器件充分结合了SiGe材料在提高器件的开关速度、改善软恢复特性以及降低正向导通压降和超结结构在提高器件耐压、降低漏电流等方面的优势。详细分析了柱区宽度、厚度、掺杂浓度以及SiGe材料中Ge含量等重要参数对器件电学特性的影响规律。　　 在超结结构的基础上，提出了一种半超结SiGe功率二极管。半超结结构是在传统超结结构的基础上增加了一个底端辅助层，在相同正向导通压降的情况下，半超结比超结的深宽比小，这意味着可以减少外延生长和离子注入的工序，从而降低了工艺难度和成本，同时该结构还改善了二极管的软恢复特性。通过改变超结部分和低端辅助层厚度、掺杂浓度、Ge含量等参数，可以对器件特性进行调节，为器件设计提供了更大的自由度。　　 采用超真空化学气相淀积方法在Si(100)衬底上生长出了35nm的SiGe薄膜，界面平整，陡峭，外延层的生长质量较好。给出了p+(SiGe)/n-(Si)异质结二极管的简单工艺流程，并投片试制。对样品的伏安特性进行了测试，实验结果与模拟结果基本一致，验证了本文中SiGe材料物理模型的正确性。超结部分的工艺制作对实验设备与实验环境要求比较苛刻，加工难度大。将超结、半超结二极管的模拟结果与国外文献的实验结果进行对比，间接验证了论文中所用超结结构模型的准确性和可靠性。