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新一代功率器件-绝缘栅双极晶体管（Insulate Gate Bipolar Transistor，IGBT）由于其耐压高、导通压降低，广泛应用于民用领域、商用领域等国民经济各个领域。IGBT的可靠性直接关系到所应用系统的安全性和稳定性，因此，进行IGBT的可靠性研究具有非常重要的作用。文中重点进行高压IGBT在关断状态下的失效现象分析，深究其机理，期望能对高可靠IGBT的研制起到抛砖引玉的作用。同时文中还对槽栅IGBT的正向特性和阻断特性进行分析，提出新结构进行相应特性的优化。本文的主要工作如下：1．对组成IGBT的三个部分：元胞区、过渡区、终端区进行分析，探求高压IGBT关断状态下的失效机理。结合学者及自身研究成果，获知影响高压IGBT关断状态下的失效区域主要在元胞和终端结合的过渡区。借助仿真工具重点研究了过渡区在IGBT关断时电流、电势、温度等电学特性随着关断时间的变化过程，结果证明IGBT关断时大量空穴在过渡区的集聚会使过渡区电流增加，温度升高从而易导致过渡区动态雪崩击穿甚至烧毁。提出了集电极终端具有介质层和具有终端深能级杂质层的两种新结构IGBT，可有效降低电荷的集中效应，减小了关断电流大小，提高了IGBT的可靠性。文中同时分析了如何提高元胞区和终端区的可靠性，在元胞区域引入发射极镇流电阻和深埋P+结构来提高可靠性；终端区采用场板/场限环结合结构和3D-RESURF结终端来提高可靠性。在2500V IGBT项目中，在元胞和终端区域采用上述提到结构，经流片验证可以有效防止元胞区的动态闩锁效应和终端区打火失效。2．在槽栅IGBT的基础上，提出了可提高器件耐压的一种变形槽栅介质的CSTBT器件结构，经仿真验证，传统CSTBT的击穿电压为1068.7V，所提CSTBT的击穿电压为1424.8V。同时还提出可降低正向导通压降的一种新型载流子存储双极型晶体管，经验证，不影响器件的其他特性，电流密度为100A/cm~2时导通压降减少幅度为10.3%。