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作为宽禁带半导体材料的代表,碳化硅具有禁带宽度大(Eg>2.3eV)、临界击穿电场高、载流子饱和速度大以及热导率高等优良特性,特别适合用于制作抗辐射、高温、高频、大功率和高密度集成的电子器件。JBS(junction barrier schottky,结势垒肖特基二极管)结合了PiN二极管的高耐压低漏电流和肖特基二极管的低导通压降的特点,4H-SiC JBS二极管结合了碳化硅材料的电学性能优势和JBS二极管的结构优势,具有传统功率二极管所不具备的优良电学特性,广泛适用于高频、高压和大功率领域,是现阶段功率二极管的主要发展方向。本文的主要工作是4H-SiC JBS器件的结构设计和优化,采用二维器件模拟仿真软件ATLAS,对高压4H-SiC JBS器件结构和类JBS结构进行了仿真研究和优化。以4H-SiC JBS的正向导通特性和反向截止特性仿真、分析和研究为基础,通过在有源区嵌入氧化层及使用异质结替代肖特基接触,改善了器件的正向导通压降,降低器件的导通电阻和提高器件耐压。提出了两种新型结构:(1)ESO-JBS,在有源区(P+区)嵌入一层氧化层;(2)HJBD,使用异质结替代传统JBS器件的肖特基接触。ESO-JBS器件在保证器件耐压不降低、漏电流不增大的前提下,利用氧化层,增大了器件正向偏置时的有效肖特基面积,有效降低了正向导通压降,减小了器件的导通电阻;HJBD在能够在正向特性与普通JBS相当时明显增大器件的耐压或者在器件耐压相当的前提下明显改善器件的正向性能。通过理论分析和估算,利用ATLAS仿真工具进行结构的设计,仿真和参数优化,得到耐压为1400V的ESO-JBS和1085V的HJBD两种器件结构。