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第三代半导体中的典型代表碳化硅，因其具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高饱和电子速率、抗辐照等诸多优越的物理性质，使得碳化硅器件具有很好的发展前景。SiC JBS二极管因具有正向开启电压低，反向阻断电压大，关断迅速的优势，正逐步地运用于新能源汽车和充电桩等电力电子设备中。此外，SiC JBS二极管有较好的温度特性，温度升高时，器件的正向开启电压减小，正向导通电阻增大，电流能力减弱，因此SiC JBS二极管可以并联使用而不会发生电流集中效应。国内目前对超高压SiC JBS二极管研究甚少，研究水平明显落后于国外。本论文以超高压4H-SiC JBS二极管为研究对象，设计了不同结构的SiC JBS二极管，并利用中国科学院微电子所的碳化硅工艺平台开展了流片实验和测试分析研究，从而为国内超高压4H-SiC JBS二极管的设计和制备提供了参考。本论文的研究内容分为三部分。 首先，通过Silvaco Atlas半导体仿真工具，设计了耐压超过10kV的SiC JBS超高压二极管。对于掺杂浓度 5×1014cm-3，厚度 100μm 的漂移区，仿真研究了有源区相邻的两个 P+间距对正向导通电流和反向泄漏电流的影响。结果表明随着肖特基接触所占比例的增大，正向导通电流增大，反向泄漏电流也增大。论文对均匀环间距和缓变环间距场限环进行了分析。结果显示均匀环间距的结终端效率偏低，而缓变环间距场限环保留了均匀环间距设计简单的特点并能获得高结终端效率。论文也介绍了常规JTE和改进型JTE的电荷分布，并从电荷分布的角度描述了缓变环间距场限环的结构特点。 其次，为提高Ni与SiC肖特基接触势垒开展了多组实验。实验中将样品分为两组，一组保持退火时间不变，改变退火温度；另一组保持退火温度不变，改变退火时间。退火后的样品测试结果表明器件的最大肖特基势垒高度为1.72eV。 最后，制定了超高压4H-SiC JBS二极管的工艺流程，并进行流片实验验证和测试分析。制备样品测试结果表明：4H-SiC JBS二极管的最高反向击穿电压为14kV，结终端效率达到99%。