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碳化硅(SiC)作为一种新型的宽禁带半导体材料,以其优良的电学及热学特性成为制造下一代功率器件的优选材料。与传统硅(Si)基功率器件相比,SiC材料制成的功率金属氧化物半导体晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)不仅具有较低的导通电阻,还有更高的开关速度和热导率,因而在高压、高频功率系统中具有广阔的应用前景。然而,目前国内关于SiC基MOSFET器件设计及可靠性研究尚在起步阶段,需要展开进一步的探索。本文旨在设计出具有高可靠性的1.2kV SiC基MOSFET器件。首先,分析了元胞区中N型外延层、P阱、积累区以及沟道区的结构参数对器件导通态特性、截止态特性以及电容特性的影响,从而得出优化的元胞区结构参数：其次,研究了栅极压焊块(PAD)区中的浮空P阱对耐压的影响,进而确立了栅极PAD区设计方案；最后,详细分析了终端区的场极板、接地P+环及浮空场限环的结构参数对器件耐压的影响,进而确立一套完整的1.2kV SiC MOSFET器件设计方案。根据仿真结果,所设计的SiC MOSFET器件击穿电压为1700V,导通电阻为200mΩ,阈值电压为2.3V,输入电容、输出电容以及反向转移电容分别为66pF、17pF以及2.9pF,各项性能均达到了预期目标。本文还对1.2kV SiC MOSFET在高温反偏(High Temperature Reverse Bias, HTRB)、高温栅偏(High Temperature Gate Bias, HTGB)以及非钳位重复(Unclamped Repetitive Stress, URS)应力下的可靠性问题展开了详细研究。研究表明,器件在HTRB和HTGB这类常规应力下的可靠性很高,但是在URS应力下,由于器件积累区表面较高的碰撞电离率和垂直电场强度,使得产生的热空穴极易注入到栅氧化层中,进而造成器件截止态漏电流的升高。据此,本文提出了一种阶梯栅氧结构,使得器件在URS应力下的可靠性提升25%。