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SiC电力电子器件具有耐高压，耐高温等优点，是下一代“高效、节能”电力电子技术的核心。近年来，SiC电力电子器件发展迅速，美国Cree和日本Rohm公司已经推出SBD和MOSFET产品，其中可靠性研究与优化设计是SiC电力电子器件得以实用化和大规模应用的关键。本论文主要围绕4H-SiC肖特基二极管的器件设计，关键制造工艺和具体器件可靠性失效情况进行分析研究。取得的主要成果如下: [1]理论分析了4H-SiC功率SBD与JBS二极管的工作原理，及静态与动态器件特性;从导通电阻与击穿电压两方面提出了器件的优化设计方案;开展了器件性能与结构设计的相关性研究。 [2]对SiC器件制作过程中的关键工艺进行了研究及优化:采用Ti作为肖特基金属，通过优化离子注入激活及肖特基退火条件，得到在1800℃/5min的离子注入激活退火，500℃/5min的肖特基退火下，获得表面粗糙度为0.433nm，势垒高度与理想因子分别为1.24eV和1.005的最优化结果;使用NO前退火处理方案，有效的改善接触势垒的均匀性，同时提高了器件的性能一致性;采用Ni/Ti/Al多层金属结构作为p型欧姆接触金属，降低原来的高退火温度1000℃至800℃，同时得到了相对很小的p型欧姆接触电阻率1.8×105Ω-cm2和相对较低的表面粗糙度7.3nm;对高温存储前后p型欧姆接触进行了电特性、表面形貌、界面合金及元素分布、电流输运机制等进行了实验研究，发现Ni/Ti/Al欧姆金属组合在600℃高温下能够保持良好的电学及界面与表面稳定性。 [3]完成肖特基二极管器件的工艺研制及测试，开展了可靠性失效分析:针对器件JBS有源区结构参数:环宽、环间距及结终端结构进行优化设计，结合前期开发的关键工艺，成功研制出开启电压0.9V，正向电流30A/10A/2A，反向耐压600V与开启电压0.9V，正向电流25A，反向耐压1700V的两种系列的SiC肖特基二极管;对耐压1700V的SiC二极管器件进行了失效原因分析，发现材料质量、肖特基势垒均匀性、势垒降低与隧穿效应和工艺缺陷等四种机制直接关系器件的性能优劣，对后期产品具有很大的指导意义。