随着电力电子行业的发展,传统硅基器件逐渐不能满足越发严苛的应用要求,碳化硅（Si C）材料由于其优越的材料性质受到广泛的关注。在碳化硅基器件中,金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）由于其驱动简单,开关速度快等优点而发展迅速。而且,4H-Si C槽栅结构MOSFET消除了平面结构MOSFET的JFET区,使得器件的导通电阻降低,元胞尺寸缩小,器件的工业成本缩减,更是成为4H-Si C MOSFET发展的重点。由于4H-Si C MOSFET体内寄生的Pi N二极管导通会导致器件双极退化,并且Pi N二极管关断时器件反向恢复性能较差,因此4H-Si C MOSFET在逆变器等应用场景中需要外部反向并联肖特基势垒二极管（SBD）做续流通道,抑制体内寄生的Pi N二极管导通。但是外接SBD会增大整体电路模块的面积,同时会引入额外的寄生电感,故而众多机构就集成SBD的新型MOSFET结构展开研究。然而目前所提出的集成SBD的槽栅结构MOSFET仍然存在部分不足之处,集成SBD将会增大器件的元胞尺寸,同时温度对集成SBD后器件特性的影响未得到充分关注。针对以上问题,本文对新型4H-Si C集成SBD的槽栅结构MOSFET开展研究,具体工作如下:本文首先从理论上分析了4H-Si C槽栅结构MOSFET、Pi N二极管和SBD的器件静态特性与动态特性,并分析了集成SBD对MOSFET器件性能的影响。随后本文对英飞凌公司所提出的Cool Si C^TM MOSFET（Cool-MOSFET）及本文所提出的集成SBD的改进型（Proposed-MOSFET）进行参数优化,静态特性与动态特性仿真分析。本文提出的Proposed-MOSFET在Cool-MOSFET的基础上,利用金属电极将栅氧化层底部P+保护层耦合至源极,同时金属侧壁与N型Si C电流扩散层之间构成肖特基二极管,并使用厚氧化层将栅极多晶硅与肖特基金属隔离。仿真结果表明,Proposed-MOSFET集成SBD之后,其静态特性相较于Cool-MOSFET未发生退化,同时,体内集成的SBD有效的抑制了Pi N体二极管的导通。动态特性方面,由于Proposed-MOSFET肖特基金属与栅极多晶硅之间厚氧化层隔离,其输入电容C_iss相较于Cool-MOSFET降低了36.7%,特征栅电荷Q_g,sp相较于Cool-MOSFET下降了26.7%。在反向恢复特性方面,常温下,Proposed-MOSFET反向恢复电荷量Q_rr与反向恢复峰值电流I_rr-peak相较于Cool-MOSFET分别降低了64.4%和66.3%。而在450 K高温下时,反向恢复电荷量Q_rr与反向恢复峰值电流I_rr-peak相较于Cool-MOSFET分别降低了82.83%和80.34%。最后,本文对Proposed-MOSFET与Cool-MOSFET两器件功耗进行仿真分析。在单管开关过程中,Proposed-MOSFET由于寄生栅源电容降低,其开关功耗相较于Cool-MOSFET降低了19.05%。当Cool-MOSFET与Proposed-MOSFET分别构成半桥模块时,又由于Proposed-MOSFET半桥模块上管器件集成的SBD反向恢复特性相对于Pi N二极管大幅优化,其开关管功耗相较于Cool-MOSFET半桥模块开关管功开关功耗下降了37.2%。且随着开关频率提高,相比于Cool-MOSFET半桥模块开关管,Proposed-MOSFET半桥模块开关管功耗显著降低。结果表明,本文所提出的集成SBD的Proposed-MOSFET相比于Cool-MOSFET更适用于高频功率应用。