金属一绝缘层一碳化硅(MISiC)肖特基二极管高温气体传感器在航空/航天、汽车尾气检测以及氢气泄漏检测等方面有非常广泛的应用,是极端电子学研究的热点,因此研究MISiC肖特基二极管高温气体传感器具有重要的理论意义和实用价值.本文以MISiC肖特基二极管高温气体传感器为研究对象,不仅对器件设计、制备工艺、响应特性和高温可靠性进行了研究,而且对其敏感机理和失效机理进行了分析.本文借助半导体MIS理论和催化金属表面氢敏感理论,建立了MISiC结构肖特基二极管高温气体传感器器件物理模型,运用MATLAB强大的计算功能,对传感器的响应特性进行了详细的模拟分析,研究了敏感机理,初步建立了SiC为基高温气体传感器理论,为实用化提供了科学依据.研究了传感器金属栅电极与绝缘层界面、绝缘层与SiC界面之间在高温下所发生的界面反应和互扩散机制,分析了薄膜间的相互作用、各层之间的互扩散机理及途径以及界面的化学和物理性质;研究了高温环境下有关化学气体在传感器催化金属表面所发生的化学反应,并采用扫描电子显微镜进行表面形貌分析,弄清了催化金属表面反应后微观结构发生变化的原因,较好地解释了传感器在高温下响应灵敏度逐渐降低的现象,从而对MISiC肖特基二极管高温气体传感器的失效机理有了清晰的认识.通过对敏感机理和失效机理进行分析,研究了传感器的结构参数、工艺参数与探测灵敏度的关系,得到了一些有用的结论,提出了器件参数优化设计方案,为获得最佳器件结构提供了科学依据.