电力电子技术作为电能转换和传输的关键技术,推动着电动汽车、高铁等绿色产业和产品的快速发展。而绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）凭借着高输入阻抗和低导通压降的特点,成为了电力电子技术中不可缺少的核心功率器件。随着全球对节能、减排、低碳环保的不断追求,IGBT已成为功率器件中最重要的核心器件之一。为实现电力电子系统智能化、集成化和小型化,研究人员提出了将功率器件外围电路,即控制电路、保护电路和驱动电路,集成在单个芯片的智能功率集成电路（smart power intergrated circuit,SPIC）。SPIC不仅可以实现电力电子系统智能化、小型化和集成化的要求,还可以极大减小单片功率器件在封装过程中引入的寄生效应。半导体工艺技术的发展使得横向功率半导体器件成为SPIC中极具吸引力的选择。然而,由于横向功率器件的电流是横向分布在器件表面,占用较大面积,造成了横向功率器件相比纵向器件电流密度低、导通压降高的缺点。为实现横向功率器件更大电流密度、更低导通损耗,使智能功率模块向着低损耗、高功率密度的方向发展,本文基于陈星弼教授关于功率器件的理论研究,结合现有的器件理论与技术,为横向功率器件的优化提出了指导方向和思路,并给出了实际的器件结构设计,利用TCAD仿真软件进行了仿真研究。本文主要对横向绝缘栅双极型晶体管（lateral insulated gate bipolar transistor,LIGBT）进行了研究和设计。主要内容为:1.提出了一种为纵向和横向器件高压侧提供可调低压正电源的方案。该方案利用纵向器件和横向器件的结终端技术,结合陈星弼教授关于高压侧低压负电源的专利,利用电荷搬运的原理实现了高压侧4 V到13 V不同电压值的低压电源设计。横向功率器件研究中为改善器件性能需要在阳极侧引入低压电路,为了实现高压侧低压电路电源在智能功率模块中的集成,本设计通过采用简单的结构,提供了一种高压侧可实现不同电压值的稳定低压电源。2.提出了一种具有高的阴极侧电子注入的新型LIGBT。该结构利用晶闸管大电流的能力,使器件在导通时漂移区的电导调制效应得以加强;同时,阴极侧采用了双极型晶体管为器件提供电子电流,使得器件可以在低的阳极空穴注入效率下实现低的导通压降和关断损耗;另外,由于采用了二极管电压钳位的原理,阴极侧双极型晶体管集电极电位被钳位,确保了器件的电流饱和能力。仿真结果表明,与传统LIGBT相比,在相同的导通压降1.42 V下,提出结构的关断损耗可降低87.5%;而与具有自电导调制效应（self-adjust conductivity modulation）的SCM-LIGBT相比,本章提出的结构在导通压降为1.25 V时,关断损耗降低了34%。3.提出了一种无密勒平台的LIGBT结构。该结构通过增加为LIGBT提供开启电流的MOS管的栅氧厚度,减小了器件的密勒电容。同时利用晶闸管的正反馈作用减小了器件的厄尔利电压,使得传统LIGBT在开关过程中的密勒平台被完全消除,改善了栅极电阻对LIGBT开启时di/dt的控制能力,相比于同样采用增强型电导调制效应的SCM-LIGBT提高了49%。另外,该结构的饱和电流密度相比于采用二极管钳位的SCM-LIGBT结构减小了55%,使得器件的短路安全工作时间提高了374%。而且新结构中采用的槽栅MOS仅用于提供器件的开启电流,槽栅的工艺偏差并不会影响器件的性能。4.提出了一种阳极具有可调电阻的可逆导型IGBT（reverse-conducting-LIGBT,RC-LIGBT）。首先分析了实现RC-LIGBT的设计思路和理论方案,并进一步分析了阳极侧可变电阻的设计对RC-LIGBT电学性能的影响。随后提出一种阳极侧采用P型槽栅实现可调电阻的新型RC-IGBT。该器件在正向导通时,可变电阻在低的阳极电压下具有足够大的值,从而消除了RC-LIGBT的电压折回现象;当阳极电压足够大时,可变电阻的阻值减小,器件的LDMOS模式开启,器件的电流能力下降而获得良好的短路性能。通过TCAD仿真表明,提出的RC-LIGBT完全消除了电压折回现象,相比于分离阳极短路LIGBT（separated-shorted-anode LIGBT,SSA-LIGBT）,器件的面积大为减小,器件的短路工作时间提高了158.8%,关断损耗和关断时间分别减小了53%和53.5%。