碳化硅的高热导率、宽带隙等优越性能使其在高温环境下可靠工作数小时成为可能,被广泛地应用于电力电子领域。所有SiC基器件中,SiC MOSFET因其较小的拖尾电流、较低的导通电阻、较快的导通关断转换速度、近乎绝缘的栅电极以及耐高温特性而得到广泛的应用。目前,SiC MOSFET已广泛地应用于火力发电、石油勘测、空间探测等重要领域。但长时间处于高温环境下会对器件特性产生影响,甚至引起栅介质退化等,为使SiC材料更好地应用于耐高温集成电路设计领域,有必要设计一个应用于高温集成电路SiC MOSFET的高精度Spice模型。本文针对平面型横向4H-SiC MOSFET器件的直流特性、C-V特性以及高温行为进行实验测试和相应的集约模型研究。基于Verilog-A实现的BSIM4.8模型,综合考虑界面态的影响,分别给出了具有高精度的可以反映SiC MOSFET直流特性与C-V特性的高温模型及其对应的模型参数提取与优化方法,为SiC MOSFET耐高温集成电路的进一步研究与探索提供必不可少的理论依据。本文主要工作内容如下:（1）本文首先给出建模的理论依据。介绍SiC材料在高温环境下工作的显著优势,并简要列出国内外SiC MOSFET、耐高温集成电路及其模型的研究历程,发现目前缺乏针对横向4H-SiC MOSFET器件及模型的研究。概述了横向4H-SiC MOSFET结构、原理和重要参数,简单介绍实验测试平台与拓扑电路。概述常用的三种Spice集约模型的优缺点。为综合考虑本次建模的精确度与复杂性,本文采用Verilog-A实现的标准集约模型——基于阈值电压的BSIM4模型作为基础模型进行修正。（2）SiC MOSFET的直流特性受温度的影响很大,故本文将重点放在对器件直流模型的建立上。首先采用Keysight ICCAP内置的BSIM4.8模型进行仿真,结果表明BSIM4.8模型不足以准确模拟器件的输出特性和工作在亚阈值区和强反型区的转移特性。SiC MOSFET与Si MOSFET特性存在巨大差异的主要原因是SiC/Si O2界面粗糙度以及界面态密度很大。因此本文借助工作在积累区与反型区的能带图分析界面态的影响,结果表明它会引起器件迁移率减小、亚阈值斜率增大、体效应改变、软饱和以及高温行为变化等。在此基础上,修改界面态相关的BSIM4.8模型公式及模型参数,然后提出新的模型参数提取及优化顺序。以实验室流片的平面型横向4H-SiC MOSFET作为参考器件来验证模型的准确性,通过仿真25℃到200℃温度范围内器件的直流特性,结果表明模型仿真与实际测试结果一致性较好,验证了SiC MOSFET高温DC模型的准确性。（3）SiC MOSFET的C-V特性直接影响器件的开关速度与工作频率,因此建立一个准确的高温C-V模型同样至关重要。首先给出BSIM4.8小信号电容模型及其仿真结果,结果表明BSIM4.8模型不足以描述界面态影响下的SiC MOSFET的C-V特性。同样借助能带图分析界面态对器件C-V特性产生的影响,结果表明,界面态不仅会引起C-V特性中阈值电压与平带电压的漂移,还会使其受频率影响,BSIM4.8模型未对该物理效应进行描述。为避免复杂和不收敛等问题,本文未直接修改电荷公式,而是选择从影响结果出发修正BSIM4.8中的阈值电压、平带电压模型,并详细给出新的模型参数提取与优化顺序。对修正后的模型在25℃～200℃温度范围内进行C-V特性的仿真验证,模型准确度较高。为验证模型在耐高温集成电路设计方面的指导性意义,本文分别搭建了共源放大器以及伪NMOS反相器加以验证,结果均证明了该模型在耐高温集成电路设计领域的指导意义。（4）设计不同尺寸的4H-SiC N型和P型MOSFET器件及高温集成电路,并结合理论知识给出能够电流匹配的器件尺寸,提出一套节省掩模版且实现较简单的器件制作工艺流程,在L-edit中进行版图设计并进行流片测试,为耐高温集成电路的发展提供实验依据。