作为第三代半导体材料,4H-SiC材料具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率、抗辐射能力等特点受到广泛的关注。与传统的Si基紫外探测器相比,使用4H-SiC材料制备的紫外探测器在可见光和红外光背景下能够探测到紫外信号,具有很大的研究价值。目前,SiC基紫外探测器的研究主要集中在P-i-N光电二极管、MSM探测器以及APD雪崩二极管,相比于上述三种探测器,BJT结构的SiC紫外探测器具有较高的增益、较低的偏置电压以及较小的内部噪声等优点,同时具有广泛的应用前景。本文主要针对BJT结构的紫外光电晶体管的工作原理、器件结构设计、静态特性和动态特性仿真以及工艺制备和测试等方面进行了研究,主要的研究方法和内容如下:首先对BJT结构的紫外光电晶体管的不同结构参数进行研究:利用ISE TCAD器件仿真软件对不同区域的掺杂浓度和厚度进行仿真,通过分析器件同一参数的光谱响应,器件光谱响应范围在200 nm到380 nm,属于紫外光区域,在波长270 nm响应度达到峰值,通过分析不同区域的掺杂浓度和厚度对电流增益的影响,得到器件最优的结构参数:n+型集电区的厚度为0.2 μm,掺杂浓度为1×1019 cm-3,p型基区的厚度为1.0 μm,掺杂浓度为3×1019 cm-3,n+型发射区的厚度为2.0 μm,掺杂浓度为1×1019 cm-3。其次对BJT结构的紫外光电晶体管的不同光强下的瞬态响应研究:通过ISE TCAD器件仿真软件对不同光强下的器件仿真,得到器件在不同光强下的响应时间,在光强为1×10-4 W/cm2,器件的响应时间在ms量级,随着光强按数量级增加,响应时间按数量级减小,其中,器件的延迟时间比上升时间长,分析内部机理,发射结充电时间较长是主要原因。对比光电晶体管和光电二极管的静态和动态特性可知,在270 nm波长条件下,相比于光电二极管的光响应度0.5 A/W,光电晶体管的光响应度为65 A/W,然而,由于上述发射结电容充电因素的影响,光电晶体管的瞬态响应时间要远大于光电二极管。最后对BJT结构的紫外光电晶体管设计工艺流程和版图并流片,不同区域结构参数采用仿真得到的最优值,针对关键的工艺进行研究,首先对外延片材料制备和表征,然后在器件正面和背面分别淀积金属,采用Ni材料,对欧姆接触的工艺研究,得到比接触电阻在10-5 Q·cm2量级。通过器件的I-V特性测试,器件的光暗电流对比在三个数量级。在第一次流片的基础上,提出隔离台面的改进型工艺,并对改进型工艺的版图进行设计和第二次流片,器件的光响应度在254 nm波长下达到0.1 A/W,在365 nm波长下达到5.4×10-4 A/W,并且光暗电流比到达了五个数量级,不同光功率下线性度较好,同时器件的响应时间较快,上升时间为200 ms,下降时间为80 ms,最后,不同单元的同一个器件具有很好的一致性。