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LIGBT因为其具有低导通压降、低泄漏电流、高输入阻抗、易于集成等优良特性成为功率集成电路领域耀眼的新星器件。LIGBT导通时阳极注入空穴，使漂移区发生调制，因而LIGBT具有较低的导通压降，但是其导通压降仍高于晶闸管。LIGBT关断时，用于电导调制的非平衡载流子需要从N型漂移区复合和抽取，这增加了LIGBT的关断损耗。因此，研究LIGBT导通和关断时的内部机理、LIGBT器件结构以及导通压降和关断损耗之间的折衷关系已经成了受人关注的热点。
针对以上热点问题，本文在研究常规槽栅LIGBT的静态及动态特性的基础上，提出了三维沟槽栅载流子存储型LIGBT(简称CSLIGBT)。CSLIGBT在三维方向上扩展了槽栅结构，既利用Trigate栅增加了器件的导通沟道，提高了器件的电流能力；又利用了槽栅进行空穴阻挡增加了空穴流入阴极的难度，降低了器件的导通压降。利用SentaurusTCAD仿真软件进行三维仿真，结果表明：相比于传统平面栅LIGBT，在关断损耗EOFF=0.4mJ/cm2时，CSLIGBT器件的导通压降降低了7.48%；正向导通时，CSLIGBT器件的饱和电流密度提高了33.4%。此外，器件阴极引入P+接触，提供了低电阻的空穴路径，增强了器件的抗闩锁特性。
针对改进型器件载流子存储层浓度受限的问题和器件关断速度慢的问题，提出一种阴极自偏置pMOS钳制P区电势，阳极嵌入自偏置nMOS的MOS控制SOI-LIGBT。新器件的阴极自偏置pMOS结构使载流子存储层的浓度对器件耐压不产生影响，将载流子存储效果发挥出来。新器件的阳极自偏置nMOS结构既能提高器件的耐压又能加速器件的关断进程。器件关断时，自偏nMOS结构形成了电子抽取沟道，加速器件的关断进程。利用SentaurusTCAD仿真件进行三维仿真，结果表明：新型LIGBT的导通压降接近于同等参数下PIN管的导通压降。在关断损耗EOFF=0.3mJ/cm2时，新器件的导通压降相比平面栅LIGBT降低了21.94%。关断后，器件耐压可达405.2V，接近于同等参数下LDMOS器件的耐压。
针对以上热点问题，本文在研究常规槽栅LIGBT的静态及动态特性的基础上，提出了三维沟槽栅载流子存储型LIGBT(简称CSLIGBT)。CSLIGBT在三维方向上扩展了槽栅结构，既利用Trigate栅增加了器件的导通沟道，提高了器件的电流能力；又利用了槽栅进行空穴阻挡增加了空穴流入阴极的难度，降低了器件的导通压降。利用SentaurusTCAD仿真软件进行三维仿真，结果表明：相比于传统平面栅LIGBT，在关断损耗EOFF=0.4mJ/cm2时，CSLIGBT器件的导通压降降低了7.48%；正向导通时，CSLIGBT器件的饱和电流密度提高了33.4%。此外，器件阴极引入P+接触，提供了低电阻的空穴路径，增强了器件的抗闩锁特性。
针对改进型器件载流子存储层浓度受限的问题和器件关断速度慢的问题，提出一种阴极自偏置pMOS钳制P区电势，阳极嵌入自偏置nMOS的MOS控制SOI-LIGBT。新器件的阴极自偏置pMOS结构使载流子存储层的浓度对器件耐压不产生影响，将载流子存储效果发挥出来。新器件的阳极自偏置nMOS结构既能提高器件的耐压又能加速器件的关断进程。器件关断时，自偏nMOS结构形成了电子抽取沟道，加速器件的关断进程。利用SentaurusTCAD仿真件进行三维仿真，结果表明：新型LIGBT的导通压降接近于同等参数下PIN管的导通压降。在关断损耗EOFF=0.3mJ/cm2时，新器件的导通压降相比平面栅LIGBT降低了21.94%。关断后，器件耐压可达405.2V，接近于同等参数下LDMOS器件的耐压。