随着电子电力系统的发展,对半导体电子器件在高温、高压、高频和强辐射环境下的性能也提出了更高的要求。碳化硅材料因其禁带宽度大、高热导率、高击穿场强、高电子饱和速度以及强抗辐射性,使得碳化硅功率半导体器件成为研究的重点。本文选取4H-SiC作为UMOSFET器件材料,围绕传统的p+栅氧保护4H-SiC UMOSFET导通电阻过大的情况,研究了两种新型结构,并进行了以下仿真和讨论研究:1.针对p+栅氧保护UMOSFET器件的不足指出,提出了一种改进结构。本文提出一种优化p+栅氧保护UMOSFET器件。在优化p+栅氧保护UMOSFET器件中,在p+栅氧保护层周围增加了一个高于漂移区浓度的n型包裹区域。该区域有减小p+栅氧保护层耗尽区宽度及向下传输电子的作用,是改善器件的关键部位。本文对其浓度和宽度两个关键参数进行了仿真和讨论,研究参数变化对器件性能的影响。同时通过对栅电荷的仿真分析对器件频率特性的影响。同时为了表明器件的可实现性,本文提出了一个简要的器件制造工艺过程。2.针对传统的p+栅氧保护UMOSFET器件,导通电阻过大,提出第二种改进结构该结构利用阶梯槽栅使得p+栅氧保护层形成的空间电荷区对电子向下传输的阻碍减小。同时,由于阶梯的出现,使得栅电荷增大。为此,我们在栅极中引入一pn结减小栅电荷。利用pn结的空间电荷区减少栅极同漏极的耦合,使得减小栅电荷。在本文中更多考虑减小电阻的特性,因此对阶梯的宽度及深度做了讨论,研究对击穿电压、栅氧电压以及导通电阻的影响。栅极中设计的pn结不是文本研究点,在本文中未进行讨论。