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SiC MOSFET以耐高压高温、高频率、低功率损耗、高开关速度等优势被广泛的应用于新能源汽车、交通轨道、光伏等风口产业。SiC MOSFET根据其栅极结构可分为平面型MOSFET（DMOSFET）与沟槽型MOSFET（Trench MOSFET）。相较于DMOSFET,SiC Trench MOSFET具有更小导通电阻、更高功率密度等优势。然而,由于Trench MOSFET存在栅氧可靠性、沟槽刻蚀工艺、欧姆接触工艺等难题,目前我国还处在SiC Trench MOSFET的研发初期。本文针对栅氧易提前击穿及4H-SiC刻蚀等关键问题,基于Silvaco TCAD器件仿真软件,通过分析4H-SiC Trench MOSFET器件各关键结构参数对器件性能的影响,完成了对1200 V的SiC Trench MOSFET仿真参数的设计及优化;创新性地提出了一种SF6/BCl3/O2/Ar刻蚀气体体系,对SiC栅槽刻蚀工艺进行了开发及优化;最后进行了流片工作与电学测试,实现了1200 V耐压目标的SiC Trench MOSFET,测试结果验证了结构参数设计及栅槽刻蚀工艺的优异性,为该器件的产业化提供了实际指导意义。本文的研究成果如下:首先,针对栅氧易提前击穿问题,本文通过Silvaco TCAD仿真平台建立了复合模型、碰撞电离模型、迁移率模型及其他特殊模型等,对具有电流扩展层和P型屏蔽层的4H-SiC Trench MOSFET器件的关键结构参数进行了仿真优化研究。仿真及分析了外延层的长度WD与掺杂浓度ND、P型基区厚度Lch与掺杂浓度NA、CSL层掺杂浓度NCSL、P+屏蔽层的厚度DP+、掺杂浓度Np+及宽度WP+等关键参数对器件阻断电压、输出电流密度和阈值电压的影响。之后通过计算器件的比导通电阻值和品质因子（FOM）,确定了最佳的器件结构参数。其参数为:漂移区的掺杂浓度为7×1015 cm-3,长度为12μm;P型基区掺杂浓度为2×1017 cm-3,长度为0.6μm;电流扩展层掺杂浓度为1×1017 cm-3,厚度为0.2μm;P+屏蔽层掺杂浓度为1×1019 cm-3,厚度为0.2μm。结果表明,基于以上结构参数的Trench MOSFET器件阻断电压可达1524 V,阈值电压为5.81 V,比导通电阻为3.09 mΩ·cm~2,击穿后栅氧层电场强度峰值为2.91 MV/cm。其次,针对刻蚀表面粗糙度大、刻蚀形貌差、侧壁垂直度低等4H-SiC刻蚀难题,本文使用感应耦合等离子体（Inductive Coupled Plasma,ICP）刻蚀技术对线宽为1μm的4H-SiC沟槽刻蚀进行了研究和工艺优化,创新性地提出了一种新的刻蚀气体体系,即SF6/BCl3/O2/Ar气体体系。测试结果表明,相较于常规SF6/O2/Ar气体体系刻蚀的样品表面粗糙度,加入40 sccm BCl3的新刻蚀气体体系刻蚀的样品表面粗糙度减小了67%。首先设计了栅槽刻蚀工艺实验流程;对Si O2硬掩模工艺进行了验证,结果表明此掩膜工艺可以减小侧壁竖条纹的产生且工艺重复性好。之后利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对不同刻蚀工艺参数下的刻蚀样品的刻蚀形貌和刻蚀粗糙度进行了表征。讨论及分析了源射频功率、下射频功率、腔室压力、BCl3流量和O2流量等工艺参数对SiC沟槽刻蚀形貌、刻蚀速率、刻蚀选择比和刻蚀表面粗糙度的影响。结果表明:源射频功率主要影响等离子体密度进而影响刻蚀速率,微沟槽的形成与等离子体密度有关;下射频功率增加使得刻蚀中物理反应机制增加,不利于刻蚀选择比;腔室压力影响离子的平均自由程;加入BCl3气体可以有效降低刻蚀表面粗糙度,且不会降低刻蚀速率;加入O2气体对增大刻蚀选择比和减小刻蚀粗糙度有利。通过对以上工艺参数的优化,最终得到了高陡直性、底角圆滑、侧壁竖条纹少的栅槽形貌。SEM结果显示:刻蚀深度为1.993μm,刻蚀速率为957 nm/min,刻蚀选择比（SiC:Si O2）为3.58,侧壁角度88.7°,刻蚀表面粗糙度为0.296 nm。相较于常规刻蚀方法,在保证了高刻蚀速率的同时,大大降低了刻蚀表面粗糙度。4H-SiC trench刻蚀工艺为后续器件的制备奠定了基础。最后,在现有设备及工艺条件下,制备了有P+屏蔽层无电流扩展层的SiC Trench MOSFET器件,并进行了测试和分析。测试结果表明:器件的阈值电压为4.56 V,器件阻断电压为1278 V@ID=10μA,零栅压下泄漏电流为1.24×10-7A@VDS=1200 V,达到了1200 V耐压目标,验证了仿真参数的可行性和凹槽栅刻蚀工艺的优异性。