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第三代半导体4H-SiC基器件依托于宽禁带、临界位移能高、临界击穿场强大等优异的材料物理特性,很大程度上克服了传统Si、Ge、GaAs基半导体器件在高温、强辐射等恶劣环境下工作时器件性能下降甚至导致失效的问题,因而在以裂变反应堆和聚变试验装置中子探测为代表的核辐射探测领域具有重要的研究意义。伴随着4H-SiC衬底质量提升和4H-SiC基器件工艺水平的不断进步,基于高品质4H-SiC器件的应用已经越来越广泛,但由于受材料、工艺等方面的限制,我国对SiC基中子探测器的研究仍处于起步阶段。目前国内对SiC中子探测的研究都是基于Monte-Carlo模拟方法模拟裂变中子能谱、能量收集效率等进行了许多仿真和实验,关于中子探测器的核心----半导体器件的研究不够深入。近年来,4H-SiC衬底、外延材料质量的提升及器件工艺水平的不断进步,为高品质4H-SiC中子探测器的制备打下了坚实的基础。因此,本文基于具有优异性能的4H-SiC材料,根据中子探测器的理论设计要求,着重设计了符合3 MeV快中子探测的两区结终端扩展型（Double-JTE）4H-SiC基PiN器件,并借助SRIM和Sentaurus等仿真软件获取了使PiN器件具有尽可能小的反向漏电的器件参数。此外,通过当前先进的工艺设备和器件制备关键技术制备了性能满足实际要求的相应器件。接着通过Sentaurus仿真软件仿真了入射中子发生核作用产生的次级带电粒子阿尔法（α）和氚（3H）分别在PiN器件中的电荷收集效率变化规律,随后通过外接测试系统测试了制备好的中子探测器的探测性能。具体的研究内容和结果主要包括以下几个方面:（1）借助SRIM软件分别仿真了3 MeV快中子核作用所产生的次级带电粒子α和3H在4H-SiC材料中射程和能量沉积信息,并根据中子探测器设计理论设计了满足3 MeV快中子的中子探测器基本结构及参数。此外,从器件结构设计角度,为使高电场诱导额外漏电风险降低,以减小探测器的本征噪声,在PiN器件中引入了Double-JTE终端结构,并借助Sentaurus软件、从有无界面电荷两个方面入手、通过改变JTE各参数仿真以获取使器件最大峰值电场强度尽可能小的Double-JTE参数最优值。最终得到了中子探测器中Double-JTE基4H-SiC PiN器件最优参数,具体的:主结厚度为0.5μm、掺杂浓度为1×1019 cm-3;I区厚度为100μm、掺杂浓度为5×1013cm-3;N区厚度为300μm,掺杂浓度为5×10188 cm-3;JTE1（Double-JTE中靠近主结的JTE区）和JTE2（Double-JTE中远离主结的JTE区）横向长度均为200μm、结深为0.5μm,JTE1掺杂浓度为6×10166 cm-3、JTE2掺杂浓度为3×10166 cm-3。所设计的Double-JTE终端结构最大峰值电场相比Single-JTE降低了29.3%,且其受界面电荷的影响相对较小。（2）根据核作用产生的次级带电粒子α和3H在4H-SiC材料中的能量沉积信息,采用Sentaurus软件仿真了工作电压、主结厚度、入射位置和耗尽区陷阱等主要因素对电荷收集性能的影响并总结分析了规律。仿真结果表明:理想情况下,在饱和电压之前,工作电压越大,电荷收集性能越好;主结厚度越薄,次级粒子能量损失越小,瞬时电流脉冲高度越高,电荷收集效率越大。在其他条件不变的前提下,陷阱的存在会使得瞬时电流脉冲高度降低、电荷收集效率变小、收集时间变长。（3）根据已设计好的器件结构和参数、采用先进的工艺技术制备了性能优异的Double-JTE基4H-SiC PiN器件,测试结果表明该器件在800V条件下漏电小于5 nA,满足设计要求。其次,基于特殊的中子探测,使用搭建的中子探测外围测试电路系统对制备好的4H-SiC PiN探测器进行初步的带电粒子探测和中子探测。测试结果表明:设计得到的4H-SiC PiN探测器对能量为5.05 MeV的α和平均能量为2.348 MeV的中子具有良好的响应。