单片智能功率芯片将逻辑电路、信号处理电路、驱动电路、保护电路及功率器件等集成在一块芯片上,可实现对电机的高效、快速、准确及可靠控制,应用前景非常广泛。绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管(Silicon On Insulator Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor,SOI-LIGBT)具有电流能力强、击穿电压高及易于栅控等优点,是单片智能功率芯片中的核心器件。SOI-LIGBT的关断损耗和短路能力决定了单片智能功率芯片的整体功耗及可靠性,因此,研究并设计具有低关断损耗、强短路能力的SOI-LIGBT具有重要意义。本文基于所在课题组2015年提出的平面栅U型沟道厚膜SOI-LIGBT器件结构,对其关断和短路过程进行了更进一步的测试和仿真分析,重点分析了平面栅U型沟道器件的关断特性和短路特性,提出了一种新型沟槽栅U型沟道SOI-LIGBT。该器件具有两个沟槽栅极,第一个沟槽栅(G1)用于控制器件的开启和关断,第二个沟槽栅(G2)用作空穴阻挡层。在导通状态下,空穴阻挡层能够提高发射极一侧的空穴密度,从而增强其电导调制效应,有效提升器件的电流密度。在关断过程中,新型双沟槽结构集电极一侧的载流子密度相比于平面栅结构更低,漂移区中的载流子分布更加均匀,同时沟槽栅能够辅助漂移区的耗尽,大幅提高关断速度。在短路过程中,前置的P~+发射极能够有效吸收空穴电流,抑制动态闩锁,从而提高器件的短路能力。最后,本文对新型沟槽栅U型沟道SOI-LIGBT的工艺和版图进行了设计,并对流片后的晶圆进行了测试。流片测试结果表明,相比于传统平面栅U型沟道SOI-LIGBT器件,新型U型沟道SOI-LIGBT器件的关断时间减小了约150ns,短路时间增加了9μs,有效提升了关断和短路能力。