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电力电子技术是电能转换的关键技术。它将一种类型的电能转换成另一种类型的电能,从而实现各种场合的应用。电力电子系统最为关键的元器件就是功率半导体器件。随着电力电子技术的不断发展,集成化、智能化、小型化成为了主要的发展方向。智能功率集成电路应运而生,它将控制电路,驱动电路,保护电路以及功率半导体器件等集成到一个芯片里面,从而增加了系统的智能度和集成度。为了将功率器件集成到同一个芯片里,横向功率器件是最常见和最可行的选择。然而,由于在横向功率器件中,电流是横向流过器件表面附近,所以其电流密度较小,导通功耗较大,通常比较适用于较低电压和较小功率的应用场合。相比于横向功率器件,分立纵向功率器件电流密度大,导通压降低,更适合于高电压,高功率场合的应用。同时,为了系统的小型化等因素,通常也需要将两种或以上的分立器件集成或封装到一个芯片或模块中,例如逆导型绝缘栅双极性晶体管（Reverse Conducting-Insulated Gate Bipolar Transistor:RC-IGBT）。由此可见横向和纵向功率半导体器件都有着各自的发展和应用场合。鉴于以上分析,基于陈星弼教授提出的新型高低侧半导体器件以及复合缓冲层（后来称为超结:Super-Junction）,本文主要对横向功率器件和纵向功率器件进行了研究和设计。本文的主要工作体现在第二章至第五章,其中第二至第三章为横向功率器件,第四至第五章为纵向功率器件。主要内容为:1.研究了横向功率半导体器件在高压集成电路中的应用,并提出了一种新型的p型横向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Lateral Double-diffused MetalOxide-Semiconductor field effect transistor:p-LDMOS）。该新型p-LDMOS被命名为“赝p-LDMOS”。该结构在导电时不仅利用空穴进行导电,同时,通过一个简单的自动控制电路还实现了电子层导电。由于电子迁移率约是空穴的3倍,从而,该pLDMOS的比导通电阻(specific on-resistance:Ron,sp)被极大地降低。2.基于上述“赝p-LDMOS”的研究,本文提出了一种主要应用在半桥或全桥输出电路中的改进的反型层“赝p-LDMOS”。在改进的结构中,首次成功引入了电子的反型层进行导电,从而使得该“赝p-LDMOS”的比导通电阻Ron,sp进一步锐减。改进后的“赝p-LDMOS”的导电能力与现有的采用积累层导电的n-LDMOS电流能力相当。3.提出了一种体二极管具有低反向恢复电荷(Reverse Recovery Charge:Qrr)的超结U型栅-金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Super-Junction-U-shaped gate MetalOxide-Semiconductor field effect transistor:SJ-UMOSFET或SJ-UMOS）。在功率MOSFET的大部分应用中,通常都会有一个反并联的二极管用于电感续流。由于MOSFET的结构特性,其本身就带有一个反并联的二极管,称为体二极管。传统的SJ-UMOS的体二极管由于存在漂移区的P柱向N柱注入空穴,使得体二极管的反向恢复电荷很大,这就极大地增加了系统功耗。本文提出一种新型的SJ-UMOS,该结构成功阻止了P柱向N柱的空穴注入,从而极大地降低了体二极管的反向恢复电荷。4.提出了一种新型的RC-IGBT。同功率MOSFET一样,IGBT在多数应用场合需要一个反并联的二极管用于电感续流。在同一芯片中集成了反并联体二极管的IGBT称为RC-IGBT。传统的RC-IGBT反向导电时存在严重的电流不均匀现象,从而存在体二极管反向恢复过程容易失效等缺点。本文提出的RC-IGBT不仅克服了反向导电时电流不均匀的缺点,同时还具有更好的导通压降(Von)与关断损耗(Eoff)的折中关系,而且体二极管的反向恢复电荷更低,反向恢复损耗更小。