碳化硅(Silicon Carbide, SiC)作为一种第三代半导体,具有禁带宽度大、临界击穿电场大、热导率大,使其特别适用于高温高压等领域中应用。在SiC的多种同质异型体中,4H-SiC具有较高的电子迁移率和较低的各向异性,使其更具有研究和商业价值。作为一种电流控制型器件,4H-SiC双极型晶体管(4H-SiC BJT)具有较低的导通电阻、较低的开态损耗以及不存在二次击穿的优点,但目前器件仍面临着电流增益低,长期工作下器件退化等问题,对4H-SiC BJT研究具有重要意义。本文基于二维数值分析的方法,对4H-SiC BJT进行了研究。为了得到较为准确的仿真结果,首先建立了器件仿真模型并给出了参数,其中包括杂质不完全电离模型、SRH及Auger复合模型等。其次,通过仿真分析了影响器件性能的参数,包括发射区、基区及漂移区参数对器件耐压、导通电阻及电流增益的影响；以1200V4H-SiC BJT为目标,优化了器件参数,最终得到了共发射极电流增益为39,比导通电阻为3.7mΩ·cm2,理想击穿电压为1580V的高压4H-SiC BJT功率器件。考虑边缘电场集中,设计场限环和结终端扩展两种结终端,成功降低了电场峰值,避免了边缘电场集中现象,两种结终端的击穿电压都达到了1470V左右,达到了理想平行平面结的93%。最后,针对外基区表面复合效应导致低电流增益的问题,本文从器件结构和工艺两个方向进行了探讨。在器件结构方面,提出了发射极金属延伸和P型钝化层两种新型器件结构；发射极金属延伸结构通过控制外基区表面电势调制表面载流子浓度分布,从而降低外基区表面复合速率。通过仿真发现外基区表面复合效应明显减弱,器件共发射极电流增益分别提高了63%。P型钝化层新型器件结构则是通过在外基区引入高浓度P型钝化层,使外基区电阻大大降低,通过仿真优化后的器件共发射极电流增益提高了117%。从工艺上,通过对比不同氧化退火实验条件下SiC/SiO2界面质量发现,NO退火确实能减小界面态密度,这与之前报道文献一致；另外适当提高退火温度能够提高界面质量。