绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）凭借其高输入阻抗、低导通压降、低驱动功率等优势,广泛应用于轨道交通、家用电器、智能电网、新能源汽车等领域。由于IGBT的工作机理,其导通压降(Von)和关断损耗(Eoff)之间存在折中关系。为降低器件整体功耗,优化IGBT的Von和Eoff之间的折中关系一直是研究热点之一。为降低器件的开启功耗(Eon),往往希望IGBT有更快的开启速度,但过快的开启会导致器件的电磁干扰（EMI）问题显著,因此优化Eon和续流二极管两端d VKA/dt之间的折中关系具有重要意义。本文以低功耗为重点,研究了IGBT动态电场调制关断机理,提出了动态电场调制IGBT新结构和具有双空穴阻挡层的IGBT新结构。1.研究动态电场调制关断机理并提出动态电场调制IGBT新结构。目前现有的IGBT结构和技术大多是通过优化IGBT导通时的载流子分布来优化Eoff。但这一方式不可避免地会导致器件Von的上升,不利于Von和Eoff之间折中关系的进一步优化。本文从动态电场分布的角度出发,研究了动态电场调制关断机理,结合半导体物理方程推导了IGBT关断过程中的电压、电流理论模型。根据该模型给出的关断损耗优化方向,提出了动态电场调制IGBT新结构（DEM-IGBT）。该结构具有P型漂移区,在关断过程中加快了动态电场的建立,减少了储存的过剩载流子,减小了关断时间(toff)。与传统具有载流子存储层的沟槽栅IGBT（Carrier Stored Trench-Gate Bipolar Transistor,CSTBT）相比,DEM-IGBT的toff降低了46%。相同Von下,DEM-IGBT的Eoff比CSTBT降低了60%,有效优化了Von和Eoff之间的折中关系。同时,DEM-IGBT具有更优的Eon和开启电流峰值(Isurge)之间的折中关系。2.提出具有双空穴阻挡层的IGBT新结构（DHB-IGBT）。该结构具有发射极侧的半超结（Emitter Semi-superjunction,ESJ）结构和载流子存储（Carrier Stored,CS）层。在DHB-IGBT开启时,ESJ引入了横向电场调制,有效缓解了空穴在栅氧化层底部和浮空P区的积累,CS层起到第二层空穴势垒的作用,两者形成的双空穴阻挡层减小了器件开启过程中的位移电流。在相同的Eon下,DHB-IGBT的d VKA/dt较具有空穴通道的IGBT（HP-IGBT）和具有鳍式P阱区的IGBT（Fin-P IGBT）分别降低了62%和52%,有效优化了器件的EMI特性。DHB-IGBT也具有更优的Von和Eoff之间的折中关系。