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现代工业和高新科技的迅猛发展急需电力能源的供应保障,功率半导体器件作为支撑电能高效化、能源环保化利用的中流砥柱,承担着电能处理和转换的枢纽作用,支撑着国家各项重大战略发展目标。绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）器件是结合了场效应晶体管和双极结型晶体管两种器件优势的复合全控型、电压驱动式功率半导体器件,具有输入阻抗大、驱动功率小、导通压降低的优势,被广泛应用于绿色新能源、轨道交通输运、高压电网传输、工业自动化产业中。薄膜SOI LIGBT器件为基于功率变换器的各类变换系统在能效、成本、集成小型化以及稳定性等方面提供了显著的优势。但是由于IGBT注入效应所带来电导调制,使得导通电压VON得到改善的同时,在其关断阶段也带来了长时间的拖尾电流,限制了其关断性能。薄膜SOI LIGBT受限于Si-SiO2界面复合及等效JFET区的影响,导通电压VON与关断损耗EOFF之间的矛盾关系尤甚,饱和电流能力较弱。本文针对上述薄膜SOI LIGBT器件的科学难题,提出了两种新型的薄膜SOI基LIGBT器件,着重改善LIGBT器件的电流能力、击穿电压、快速开关以及低损耗的问题,并进行器件工艺可行性研究。1.借助载流子存储技术以及薄膜横向变掺杂的思想,提出具有变厚漂移区的薄膜SOI折叠栅LIGBT新结构。该结构采用从阳极到阴极逐渐加深的介质槽实现变厚度漂移区。正向阻断时,变厚度漂移区采用常量掺杂达到横向变化的漂移区杂质剂量,从而实现耐高压。正向导通时,靠近阴极一侧较深的介质槽阻挡漂移空穴载流子被阴极直接收集,从而增强了电子注入,和电导调制作用,降低了正向导通电压。折叠槽栅在有限的芯片面积内极大程度上增大了器件有效沟道密度;与栅极互补的“T”型P+区以及垂直沟道调节了阴极侧电流分布均匀性,提高了器件的饱和电流能力和抗短路能力。仿真结果显示,新结构与传统结构相比,相同导通压降下,关断损耗提升了53%;相同关断损耗下,导通压降改善了23%。在更高电流密度下（200A/cm2）,新结构导通压降改善了38%,具有更好的综合性能优势;新结构饱和电流密度相比传统结构增加了250%,而抗短路时间增加了60%。2.基于载流子注入增强技术、阳极电势控制的思想提出一种高速、低功耗的双凹槽的薄膜SOI LIGBT器件新结构。新结构兼具低正向导通压降、快速关断的能力以及与CMOS工艺相兼容的特点。双凹槽采用局部氧化技术实现,避免了在薄膜上刻槽的工艺难点,保证了薄膜的质量可靠性。该结构采用线性变掺杂技术实现高击穿电压,保证了新结构600V级别的耐压设计目标。正向导通时,栅极下方的凹槽极度压缩了载流子的流通路径,对空穴起到阻挡作用,高浓度电子积累层作为注入源向漂移区注入电子,增强漂移区电导调制,降低了正向导通压降。阳极区的凹槽将P+和N+掺杂在空间上分隔开来,避免了空穴注入效率的降低;N+区域至缓冲层路径被该凹槽极度压缩,提升了阳极分布电阻,从而避免正向导通时的snapback现象;器件关断时,阳极N+区域在关断时为电子提供了快速抽取通道,加快了器件关断速度,有效改善了LIGBT器件的电流拖尾问题。仿真结果表明,新结构与传统结构相比,相同导通压降VON下,关断损耗改善了40%;而相同关断损耗下,导通压降改善了25%。并且,新结构将电流拖尾时间减小了53%,由174ns减小至84ns。新结构饱和电流密度（715A/cm2）相比传统结构（580A/cm2）增加了23%;由于没有引入额外的抗短路措施,抗短路时间相对只增加了13.6%。