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随着宽禁带半导体材料与器件技术的不断成熟，其材料和器件方面的优势日益明显，并且在电力电子和照明工程等领域均获得了实用化。现代无线通信技术的飞速发展，对射频功率放大器性能指标的要求越来越高，“高能效和高性能并举”成为当前乃至今后的主要发展趋势。 本文首次提出了一种具有多凹陷缓冲层的4H-SiC MESFET（MRB4H-SiC MESFET）结构。与双凹陷缓冲层（DRB4H-SiC MESFET）结构相比，该结构同时提高了器件的输出功率密度和截止频率，解决了器件的直流性能和交流性能相互制约的问题。此结构应用了超结的原理，通过减小源漏间的部分沟道厚度，使沟道进一步耗尽，沟道区的电阻增大，从而使漂移区的电场强度分布更均匀，击穿电压得到了提高。进而使输出功率密度得到提高，使器件达到了优异的直流特性。栅源侧的未凹陷区域起到了辅助栅极耗尽的作用，抑制了栅耗尽层向源侧延伸，在维持跨导稍有减小的同时，改善了器件的栅源电容，从而提高了器件的截止频率，使得器件保持了良好的交流特性。通过ISE-TCAD仿真结果表明，DRB4H-SiC MESFET的击穿电压为61.50V，MRB4H-SiC MESFET的击穿电压为97.10V，相比前者增大了57.89%。DRB4H-SiC MESFET与MRB4H-SiC MESFET的饱和漏极电流密度分别为376.30mA/mm与397.50mA/mm，后者相比前者增大了5.63%。通过进一步的计算，MRB4H-SiC MESFET结构的最大输出功率密度比DRB4H-SiC MESFET增大了87.10%。栅源电容从DRB4H-SiC MESFET的0.606pF/mm减小到MRB4H-SiC MESFET的0.580pF/mm，减小了4.29%。MRB结构与DRB结构的跨导值分别为66.72mS/mm与68.38mS/mm。MRB结构的跨导略有减小。DRB4H-SiC MESFET与MRB4H-SiC MESFET的截止频率分别为16.89GHz与17.41GHz，MRB结构的截止频率增大了3.10%。结合上述所有仿真结果，相比于DRB4H-SiC MESFET，MRB4H-SiC MESFET具有更优越的直流特性和交流特性。并且对MRB4H-SiC MESFET中的P型缓冲层的凹陷长度和凹陷深度进行了优化，得到在源侧未凹陷缓冲层长度m为0.10μm，漏侧未凹陷缓冲层长度n为0.20μm，凹陷深度为0.15μm时器件的直流输出特性与交流特性达到最优。此时器件的功率附加效率为38.18%。 文章通过使用ADS电路仿真软件及Load-pull电路仿真并分析了4H-SiC MESFET器件模型每个参数在模型中对应的相关意义和影响，分析了对功率附加效率（PAE）相对敏感的一些关键参数及其影响方向。为了降低器件的能耗，响应高能效目标的号召，基于器件的功率附加效率，对MRB4H-SiC MESFET结构的凹陷长度及深度进行了进一步的优化。得到优化后的结构参数值为，源侧未凹陷缓冲层长度m为0.50μm，漏侧未凹陷缓冲层长度n为0.00μm，凹陷深度Z为0.15μm。此时器件的功率附加效率达到最优，为53.56%。