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4H-SiC晶闸管以其耐压高、通态压降小、通态功耗低等优点在特大功率的工频开关应用,尤其是高压直流输电(high voltage DC,HVDC)中具有较大优势。高效的结终端结构设计是实现超高压晶闸管的一大挑战。本文针对20kV4H-SiC晶闸管提出一种称为电荷调制JTE的新型终端结构,该终端仅需两步离子注入便可形成具有电荷调制功能的三区JTE结构。运用Silvaco软件对新型终端进行了仿真研究,结果表明,该终端不仅具有高的耐压能力,而且减小了击穿电压对JTE区剂量的敏感度,增加了工艺鲁棒性。主要研究内容和结果如下:首先仿真研究了 4H-SiC晶闸管台面结终端,台面+JTE结终端以及台面+三区JTE结终端三种终端技术,得到各终端的主要结构参数与器件击穿特性之间的优化关系,为新终端的提出奠定了一定的基础。第二,提出一种新型的电荷调制JTE终端,理论分析了其耐压机理。通过仿真手段优化JTE中调制环的环间距、环个数等参数使器件击穿特性达到最优。最终获得26.24kV的高耐压值,且击穿电压在整个有效剂量区保持稳定。研究光刻偏差对器件击穿特性的影响,结果显示光刻工艺偏差在2μm之内时,击穿电压变化甚小,说明了两步离子注入工艺制作电荷调制JTE的可行性。第三,通过对比新型终端和单区JTE,三区JTE的终端效率,工艺容差,界面电荷影响几个方面来说明新型终端的高效性。结果显示相比于其他两种终端,新型终端的电场分布均匀,其终端效率最高可达99%;拥有更优的工艺容差特性,耐压在一个宽的剂量范围11.9×1012cm-2内可以维持在90%的理想击穿电压以上;击穿电压对界面电荷敏感度降低,当面电荷密度为-2×10121m-2时,击穿电压仅下降了 0.9%。本文的研究结果对研发新型结终端结构、提高器件耐压及可靠性提供了有益的参考。