随着以Si材料为基础的功率器件逐渐接近其理论极限值,SiC凭借其更优异的特性,给功率半导体产业的发展带来了新的生机。MOS控制晶闸管（MCT）属于MOSFEF和晶闸管的复合器件,它不但解决了晶闸管无自关断能力和IGBT通态压降高的问题,而且还兼具驱动电路简单、开关速度快等优点。目前人们对Si基MCT研究较多,但对SiC基MCT器件研究较少,为此,本文利用数值仿真的手段,开展10KV SiC MCT工作机理和特性的研究,讨论结构参数、少子寿命、温度和自热效应对器件特性的影响。论文主要研究内容和结论如下:1.提出了一种10KV 4H-SiC MCT新结构,并对其正向阻断、导通、开通以及关断机理进行了研究。仿真表明,阻断时,施加-15V栅压确保PMOS开通,NMOS关断,导通的P沟道使得pH阴极区和P基区处于同电位,MCT处于底部PNP晶体管的正向阻断模式;导通时,施加+15V栅压确保NMOS导通,PMOS关断,导通的J3结使PNPN结构发生闩锁,MCT处于PNPN晶闸管导通模式;关断时,栅极施加-15V偏压,存储于P基区的空穴经由导通P沟道从P++阴极区抽取,破坏闩锁,电流迅速减小,器件关断。最终在JA=100A/cm2时,获取的通态压降和关断损耗分别为3.37V和80.4mJ/cm2。2.研究了结构参数对4H-SiC MCT静态和动态特性的影响,折中优化了器件结构参数。仿真表明,器件最大可关断电流密度只与P沟道抽取的电流密度以及NPN和PNP管的电流增益有关;进行了通态压降和关断损耗折中设计,优化了器件结构参数,优化结果为,沟槽深度为3.0μm;P基区的浓度和厚度分别为4×1016cm-3和1.0μm;N+发射区的浓度为1×1017cm-3;N+FS层的掺杂浓度和厚度分别为1×1017cm-3和0.5μm;增大N-漂移区少子寿命在减小通态压降的同时,也增加了器件的关断损耗,少子寿命取10.0μs的通态压降相比于1.0μs减小了 16.2%,但关断损耗增加了 37.8%,少子寿命折中优选值为3μs。3.研究了温度和自热效应对器件特性的影响。研究发现,在JA小于300A/cm2时,温度升高,载流子寿命增加,电导调制效应增强,Von呈负温度系数。而大于300A/cm2时,迁移率下降起主导作用,Von呈正温度系数;温度从300K升高到500K时,正向阻断电压减小了 5.8%,关断损耗增加了 267%。初始温度分别取300K、400K、500K时,考虑自热效应影响,器件内部最高温度达到637K、672K、715K,远高于仿真时所设定的温度,引起迁移率和电流增益减小,最终导致JA出现饱和现象。