碳化硅（SiC）是近十几年来迅速发展起来的第三代半导体材料之一。随着SiC单晶及外延生成技术的不断成熟,SiC功率器件的研制和应用得到迅速的发展。在高频电路和微波领域,具有高功率、高温、高可靠性的4H-SiC肖特基二极管具有广阔的应用前景。在反向电压下,肖特基表面的高电场会产生较大的泄漏电流,增加器件的反向损耗。如何降低肖特基碳化硅器件的表面电场,已经成为目前提高碳化硅器件应用的重要问题。针对这一科学问题,本论文提出了具有纵向肖特基接触的4H-SiC沟槽型JBS（VST JBS）二极管,对该器件的关键结构参数和制备工艺方法进行了介绍,通过仿真方法获得了其正、反向特性,验证了该器件在降低肖特基表面电场方面具有优势,并获得了部分关键结构参数对其正向比导通电阻和反向偏置时肖特基表面电场的影响规律;给出了一种适用于该类器件的压接式封装设计方案,完成了基本封装结构的设计,得到单芯片和多芯片封装的设计方案。根据所设计的压接式封装结构制作了样品,并对样品进行了实验验证。为了进一步探究4H-SiC VST JBS二极管的工作机理,本论文建立了正向导通电阻,反向偏置下肖特基表面的二维电场分布和漏电流的数学解析模型。可以不使用数值仿真工具,仅通过公式推导和计算完成对器件导通电阻、肖特基表面电场分布以及反向漏电流的估测。本文在器件结构及制备方法设计、静态特性仿真、封装设计和数学解析模型等方面的工作对4H-SiC VST JBS二极管的研究提供了一些理论依据,为进一步的实验奠定了基础。