金属-绝缘体-碳化硅(MISiC) 肖特基势垒二极管(SBD)高温气体传感器由于可以工作在高温下、体积小、功耗低、响应速度快、控制电路简单等特点引起了人们极大的研究兴趣,且在航空/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 SBD高温气体传感器具有重要的理论意义和实用价值。本文分析了MISiC SBD气体传感器的响应机理,将SBD热电子发射理论和氢吸附-解吸理论相结合,通过考虑势垒高度调制效应以及理想因子随外界条件的变化,建立了MISiC SBD气体传感器物理模型,通过建立的物理模型,对器件结构、工艺参数进行了优化设计,确定最佳绝缘层厚度为2-2.8 nm,为实用化提供了理论依据。在国际上首次将N2O氧化工艺用于MISiC高温气体传感器的制备。实验结果表明,N2O直接氧化所制备的超薄绝缘层能够改善界面特性、有较高的界面扩散势垒和高的界面强度,有效地阻止MIS结构层间的互扩散效应。通过测量传感器特性还发现,传感器对氢气浓度的变化非常敏感,具有较好的重复性,能够对甚至几十ppm的氢气作出快速响应;传感器灵敏度与绝缘层厚度有很强的依赖关系,随着绝缘层厚度的增加,传感器的灵敏度会随之增加。分析了传感器的失效机理,结论显示MISiC SBD气体传感器失效的原因主要有:金属化系统劣化、催化金属失效以及高温下层间的互扩散效应,但主要原因是绝缘层与金属以及绝缘层与SiC之间的互扩散导致绝缘层的失效。从而对传感器在高温下的失效机理有了清晰的认识。本着实用、易推广的角度,研制了基于MISiC气体传感器的检测氢泄漏的报警电路、并把设计好的电路图制成印刷电路板,使之能够应用于实际。通过对敏感机理和失效机理的分析,得出了一些有用的结论,提出了优化器件特性的参数,为获得最佳器件结构提供了科学依据。