传统的Si p-i-n功率二极管由于其材料特性的局限性,很难适应高频化电力电子电路对功率二极管低通态压降、较小的反向漏电流以及快而软的反向恢复特性的要求。SiGe材料因其载流子迁移率高、能带可调等优点受到广泛关注,但是SiGe合金中较大的应变能影响了材料的性能和使用范围。于是出现了SiGeC合金材料,利用C的补偿作用缓解SiGe合金中的应变,增加材料临界厚度,提高器件特性。本文将SiGeC技术应用于功率半导体器件的特性改进,提出了一种p+(SiGeC)-n--n+异质结功率二极管结构。在分析SiGeC合金材料物理特性的基础上,给出了该结构的关键物理参数模型,并在此基础上利用MEDICI模拟、对比分析了C的引入对器件各种电特性的影响。结果表明:在SiGe/Si功率二极管中加入少量的C,在基本不影响器件正向I-V特性和反向恢复特性的前提下,大大减少了器件的反向漏电流; C的加入还减小了器件特性对材料临界厚度的依赖性,提高了器件稳定性。另外,本文还提出了两种快速软恢复SiGeC/Si异质结二极管新结构:理想欧姆接触型和n-区渐变掺杂理想欧姆接触型。模拟结果表明:在第一种新结构中,器件的反向恢复特性大大改善,恢复时间明显缩短,软度因子显著提高,反向峰值电流也有不同程度的降低,但其缺点是,在改善反向恢复特性的同时会使器件的通态特性和反向阻断特性变差;而第二种新结构不仅具有快而软的反向恢复特性,而且n-区中三层渐变掺杂的引入使器件的反向阻断电压增加了将近一倍,正向通态压降也有所降低,很好的实现了功率二极管中Qs-Vf-Ir三者的优化折衷。同时,本文还对合金中Ge/C比例进行了优化设计,认为Ge、C含量分别为20%和0.5%时,器件综合性能最优。