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功率晶闸管在民用和工业领域的功率变换和功率控制系统中具有非常广泛的应用,但目前使用的晶闸管绝大多数仍是传统的电控晶闸管,而少数能够使用的光控晶闸管的核心部分是由两个功率不同的管芯作为前后级组合而成,存在的突出问题是功耗大、工作速度慢、抗干扰能力弱,限制了其在新一代工业互联网、物联网中的应用。本论文针对这些问题,设计、研制一种光控晶闸管（Light Triggered Thyristors,LTT）,其驱动方式是用光控取代电控,它不但具有电控晶闸管的重复峰值电压高、泄漏电流低、导通阻抗低等全部功能外,而且由于光触发系统与主电路完全隔离的特点,所以它的安全系数更高,抗干扰能力更强。器件结构是用单管芯集成取代双管芯组合,以获得更加优越的器件性能。论文所做的主要工作和结果如下:1.本文系统描述了光控晶闸管的作用理论,特别是I-V特性、导通与阻断能力、断态临界电压上升率等器件物理机理;结合器件结构与性能参数之间的折中关系,对器件的结构参数进行了理论分析和模拟仿真。2.本论文为解决光透入深度与光生电流之间的固有矛盾,提出去除传统晶闸管的门极结构改为叉指状阴极结构的设计方案,经计算,透光面积可达50%左右。找到了合适波长的光源（λ=940nm）,重新设计了光作用的主要位置的J2结结深（15μm-25μm）,引进了光生载流子雪崩倍增机制,寻找到合适的P区掺杂浓度是7×1015cm-31×1016cm-3之间。为解决dV/dt耐量与导通条件之间的固有矛盾,从三维角度引进短路结构,分别设计了三个短路点与五个短路点的短路结构,提高了器件的dV/dt耐量。为解决器件结构与重复峰值电压之间的固有矛盾,重新设计了器件的光作用位置,寻找到合适的P区与N-区浓度比。3.为提高器件的阻断能力,工艺流程新增台面槽工艺。台面槽应为接近60μm的半圆形状,在台面槽中加入材料SIPOS和玻璃粉。为了提高光触发灵敏度与氧化膜的基本作用,改进了氧化膜工艺,使得器件的最终的氧化膜厚度为2350?。4.器件的特性参数基本达到了预期指标:正向重复峰值电压大于900V,反向重复峰值电压均大于900V,光触发功率最高仅需7mW,导通时间仅为1.64μs,泄漏电流约为1μA,断态临界电压上升率最高为1400V/μs,暗电流为pA级。与国外Panasonic等公司的AQ-H RELAYS光控晶闸管产品相比较,本工作所研制的器件各项性能指标达到预期目标,在光触发灵敏度、导通时间等方面具有优势,研制的“单管集成”光控晶闸管适于批量化生产。