作为第三代半导体材料的典型代表,碳化硅（SiC）材料具有抗击穿能力强、耐辐照及热稳定性好等诸多优点,被广泛应用到高功率、高温、抗辐射等电子器件制造领域。在半导体探测器领域,碳化硅与传统的硅、锗探测器相比,具有具有耐高温、抗辐照、抗击穿能力强等优势。因此,对于碳化硅核辐射探测器的研制是近年来国际上的热点领域。本文利用单晶4H-SiC单晶的厚度优势研制可用于高能量X射线探测的PiN型器件,并通过仿真、实验表征等手段对器件进行系统的分析。利用SRIM离子注入仿真软件对碳化硅离子注入工艺进行了模拟,分别仿真了PiN二极管结构中N区及P区的离子注入情况。具体对离子的注入深度、能量及分布做了相应的仿真研究,得到了厚度为300nm,氮、硼、铝及磷离子浓度为10¹⁹cm^-3条件下注入的分布情况。使用Silvaco TCAD软件对器件电学特性进行了仿真,提取出了PiN器件的开启电压、泄漏电流及电场分布等信息,并与后期的实验结果进行对比。根据仿真取得的优选参数进行离子注入实验,分别选择硼离子和氮离子进行离子注入实验以形成器件的P区和N区。为了改善离子注入和退火过程中可能出现的表面形貌损伤及离子析出等问题,使用磁控溅射对碳化硅单晶Si面（注B面）溅射一层25nm厚的AlN掩膜。我们对样品离子注入及退火前后的形貌、晶体质量及元素组分进行分析,发现离子注入导致的晶体格损伤会在退火激活过程中显著恢复,SEM结果表明AlN掩膜的存在在退火过程中可以起到明显的表面保护作用。在电学测试方面,利用范德堡法对碳化硅C面（注N面）的表面电阻率进行了测试,计算出N离子激活后样品表面电阻率约为0.068Ω.cm。最后利用热蒸发法进行了电极的制备,N区和P区欧姆接触电极制备工艺相同,均为Al/Ti/Au结构,退火温度为880℃,退火气氛为氮气。随后对制备完成的PiN器件进行了电流-电压测试,测得器件在反向电压为50 V时的泄漏电流约为2 10^-9A,正向开启电压为1.98V。