随着SOI技术不断发展成熟,SOI高压集成电路因其隔离性能好、漏电流小、速度快、高温性能好和抗辐照等优点已成为功率集成电路的重要发展方向。MOS型功率器件由于良好的栅控能力和驱动电路简单等优点,逐渐取代双极型功率器件成为功率器件的主导产品。SOI横向高压功率器件是SOI高压集成电路的核心器件,受到研究人员的广泛关注。耐压能力和通态电阻一直是衡量SOI横向功率器件的重要指标。如何获得具有高耐压性能及低通态电阻的SOI横向MOS型功率器件,对功率集成电路的发展具有十分重要的意义。概述了近几年来国内外SOI横向功率器件耐压技术的研究和进展,总结了SOI横向功率器件的设计原理和设计方法基础上,对SOI LDMOS/LIGBT的通态电阻进行了建模分析。然后采用SILVACO TCAD软件对SOI LDMOS/LIGBT的截止态耐压性能、通态特性进行海量变参数仿真,优化后获得良好的器件性能。在器件的原理分析和仿真验证时发现了两个问题：CMOS工艺的迅速发展,良好深槽加工技术使得纵向沟道横向高压MOS型器件成为可能。但在SOI LDMOS由于槽栅的引入,使得器件在通态时在电路通路上增加了一个高阻的JFET区域。器件的耐压性能取决于其横向耐压和纵向耐压的较小者。由于SOI技术中衬底不参与耐压,纵向耐压成为耐压性能提高的瓶颈,使得传统SOI技术很难实现800V以上的耐压。针对槽栅SOI LDMOS通态电阻高的特点,提出了双槽栅(Double Trench Gate, DTG)SOI LDMOS结构。该结构是在槽栅SOI LDMOS的P阱区与漂移区之间增加另外一个槽栅结构,使得器件形成两条纵向的导电沟道。利用SILVACO TCAD软件对器件的结构参数进行设计与仿真验证,结果表明DTG SOI LDMOS有效地降低了槽栅SOI LDMOS的通态电阻,并且截止态耐压和饱和区跨导等性能得到改善。同时,还研究了采用标准CMOS工艺制造DTG SOI LDMOS的可行性。针对器件的纵向耐压瓶颈,提出了具有P埋层(Buried P-type Layer, BPL)的SOI横向高压器件结构。该结构是在传统SOI横向高压器件SOI层与埋氧层之间插入一个P型埋层。器件处于截止态时,SOI层与BPL层之间形成的反向PN结将承担大部分纵向耐压,摆脱了传统的SOI横向高压器件靠厚埋氧层承受纵向耐压的束缚。采用SILVACO TCAD分别对BPL SOI LDMOS和BPL SOI LIGBT的截止态耐压性能和通态特性进行辅助优化设计与仿真验证,结果表明两种结构不仅容易获得超过1400V的击穿电压,而且由于它们的埋氧层能降到几百纳米甚至更薄,它们的热学特性也能得到明显改善。BPL SOI LIGBT在通态时有部分电流从BPL中通过,增大了器件通态电流的横截面,降低了器件的导通功率损耗。最后根据期望器件性能指标要求对BPL SOI基衬底材料进行了设计,为BPL SOI横向高压器件的实现提供了衬底平台。