高端电力电子装备在现代制造业中发挥着尤为重要的作用角色,功率半导体器件又是高端电力电子装备中的核心部件。在商业化成熟的功率半导体器件中,绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）以其良好的综合性能成为中大功率等级电力电子装备中功率半导体器件的最佳选择。因此,开展具有自主知识产权的新型大电流IGBT器件及状态监测等相关技术的研究,对我国制造业领域具有重要意义。本文着眼于我国电力电子装备制造业对高性能电力电子器件的迫切需求,以核心IGBT器件为主要研究内容之一,从提升器件单体容量、提高功率密度等方面入手,对新型大电流IGBT器件的封装与工艺技术进行探索性研究。在此基础上,鉴于IGBT器件的重要性以及先进电力电子装备产品可靠性提升的需要,考虑电力电子装备在实际应用中的多样性,探索有效获取IGBT器件健康状况信息的监测技术方法。本文所开展研究的工作与取得的成果体现在以下几个方面:（1）提出新型大电流单芯片IGBT器件及其全压接式封装技术。统筹考虑IGBT芯片版图和新型压接封装结构,设计具有独特版图布局的大电流IGBT芯片（3300V/1000A）。进行了新型封装结构的力学与热学有限元仿真;制备了具有全压接式封装结构的大电流单芯片IGBT器件样品;对器件样品进行了性能测试,并与商业化压接型IGBT器件进行了对比,结果表明器件样品的功率密度约为商业化压接型IGBT器件的1.5倍,结-壳热阻有一定幅度优化,约为后者的72%。（2）基于硅-硅直接键合原理,提出了适用于国内现有工艺平台条件的单片集成式双向IGBT（bi-directional IGBT,BD-IGBT）芯片制造工艺流程,且不同于传统的完整尺寸晶圆键合。首先,以尚未去除衬底的传统IGBT晶圆为起始晶圆,接着进行正面保护处理、背面减薄和化学机械抛光处理,在实施划片工艺操作后,将一对IGBT芯片键合即可得到单颗BD-IGBT芯片。重点研究了所提出工艺流程中的关键工艺,包括晶圆背面减薄、化学机械抛光、小尺寸单颗芯片键合等,初步完成了整套工艺流程的开发与整合。通过对制备的芯片样品进行电学性能,工艺技术的可行性得到了验证。（3）揭示了栅极回路寄生电感对栅极电流峰值的影响,提出了考虑栅极回路寄生电感的改进型结温估计模型,以提升基于栅极电流峰值的器件结温估计方法在不同情况下的有效性。从IGBT器件栅极回路的时域阶跃响应特性、SPICE仿真的角度,详细分析了栅极回路寄生电感对栅极电流峰值以及结温估计的影响;然后在搭建的试验平台上进行了细致的校准测试,获得了不同栅极回路寄生电感、不同结温下的栅极电流峰值测试数据;基于校准数据,建立了考虑栅极回路寄生电感的改进型结温估计模型;通过实验验证了该模型在不同栅极回路情况下进行IGBT器件结温估计的有效性。（4）研究了IGBT器件老化对具有代表性的温度敏感电学参数——栅极电流峰值的影响。搭建了功率循环加速老化试验平台,设计了导通压降与栅极电流峰值的测量方法与相关电路;开展了IGBT器件的功率循环加速老化试验,对试验全过程中的器件各项参数进行了测量和记录,详细分析了参数的变化趋势。直流模式加速老化试验结果表明:栅极电流峰值可以作为受器件老化影响微弱、长期稳定的温度敏感电学参数,所提出的测量方法与相关电路能够应用于IGBT器件的在线状态监测。