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碳化硅(SiC)由于禁带较宽，对可见光和近红外光几乎没有吸收，因此一般只能用来制作紫外光探测器。国内外关于SiC基紫外光探测器的报道主要有4H-SiC肖特基势垒光电二极管,4H-SiC雪崩光电二极管，以及p-i-n光电二极管，而晶体管结构的紫外光电探测器还未见有报道，本文设计了一个4H-SiC紫外光电晶体管，实现了在很强的可见及红外背景下进行紫外探测。
为了实现将SiC基光电探测器探测信号的波长范围转至可见光至近红外波长范围，使其能够用于光通信领域，或作为光电转换器件使用在大功率光控器件中，本文设计了一个Si/4H-SiC异质结光电晶体管，讨论了异质结光电晶体管的结构并进行了特性分析。从理论上推导了如何优化结构来改善其特性，并通过模拟进行了验证。实现了将SiC基光电探测器的探测波长范围转置可见光范围内。
本论文的主要工作包括：
1.利用国内外已发表的4H-SiC材料特性数据以及4H-SiC光电探测器的实验数据，在二维器件模拟软件Silvaco TCAD中建立4H-SiC光电晶体管的数值模型，对其进行了结构优化及特性模拟。结果表明,4H-SiC光电晶体管的光谱响应范围为200～380 nm，峰值波长为270 nm，相应的响应度为300 A/W，而对可见．红外光的响应度均小于2A/W，具有较高的紫外光分辨率，可实现在很强的可见及红外背景下进行紫外探测。对优化的器件结构，在集电极偏压为5V、输入光功率密度为0.1 W/cm2条件下，其光电增益高达460。该器件室温下的暗电流密度为10-5μA/cm2，且随着电压变化光．暗电流比值基本保持不变，即光增益在5V偏压内恒定为460。
2.应用建立的模型对文献报道的一个4H-SiC p-i-n紫外光电二极管进行了模拟，将模拟结果与报道的试验结果进行对比讨论，验证了所建立的模型中选取的4H-SiC材料参数的可靠性。
3.讨论了Si/4H-SiC异质结光电晶体管的结构及特性分析。结果表明，Si/4H-SiC异质结光电晶体管的光谱响应范围为400～900 nm，峰值波长为750 nm，相应的响应度为33A/W，实现了将SiC基光电探测器的探测波长范围转至可见光范围内。理论推导了如何优化结构来改善其特性，并通过软件进行模拟，结果表明随着基极宽度的减小，Si/4H-SiC异质结光电晶体管的响应度增大，响应时间减小，验证了理论推导的结果。