超結MOS是英文Super Junction的（de）直譯，英飛淩注（zhù）冊（cè）商標為Cool MOS，所（suǒ）以國內的廠家都命名為超（chāo）結MOS，它是（shì）在普（pǔ）通平（píng）麵MOS基礎上使用新型超結結構設計的MOS管。這種（zhǒng）技術通過（guò）在垂直溝槽（cáo）結構中外延N-層建立深（shēn）入的p型區，形成更大的PN結，在器件（jiàn）返偏時，能形成很厚的PN耗盡層，以達到高的隔離（lí）電壓。超結MOS管主要在500V、600V、650V及800V以上高電壓場（chǎng）合使用。

超結MOS的工藝包括：

多層外延工（gōng）藝（Multi-EPI）和深（shēn）溝槽工藝（Deep-Trench）。這兩種工藝都旨在實現超（chāo）結MOSFET的優異性能，但各有其特點和優勢。

1. 多層（céng）外延工藝（Multi-EPI）

概（gài）述：
多層外延（yán）工藝是開發較早且較為成熟的工藝。它基於平麵（miàn）矽生長技術，通過多次摻雜、熱推進和生長多（duō）層摻雜不同的外（wài）延層，形成多個PN結，從而（ér）實現超結MOS的結構。

多層外延工（gōng）藝主要集中（zhōng）在歐美品牌以及韓國品牌，比如SEMIHOW，英飛淩（líng）等。

優點：

• 高電壓（yā）承受能力：相比傳統（tǒng）的Super Junction技術，Multi-EPI的（de）SJ技術能夠實現更高的電壓承受能力。

• 低導通電（diàn）阻：多層外延工藝（yì）通過優化摻雜濃度（dù）和（hé）結構設計，能夠顯著降低導通電阻。

• 優良的可靠性：由於整個外延過程是基於平整界麵生長，外延位錯缺（quē）陷會比較少（shǎo），因此在漏電、高溫可靠性、長期可（kě）靠性等方（fāng）麵具有很好的優勢（shì）。

• 生產成本降低：雖然工藝複雜，但相比（bǐ）其他技術，它能在一定程度上降低生產成（chéng）本。

缺點：

• 製備工藝複雜（zá）：多層（céng）外延工藝需要多次摻雜（zá）和（hé）生（shēng）長步驟，增加了工藝難度和成本（běn）。

• 光刻控製困（kùn）難：多次光刻和掩膜步驟可能（néng）導致精度控製上的挑戰。

2. 深溝槽工藝（Deep-Trench）

概述：
深溝槽工藝是一種相對簡單的實現超結（jié）技術的方法。它首（shǒu）先通過外延設備生長一（yī）層外延層，然後通過深槽刻蝕設備刻出深寬比很高的溝槽，再（zài）通（tōng）過外延方式將溝槽填充起來，形成P柱結構。

深溝槽（cáo）工藝（yì）主要（yào）集中（zhōng）在中國大陸品牌，以華虹晶圓為主的產（chǎn）品，目前也有少量多層外延工（gōng）藝的產品在研發並推出市場。

優點：

• 工藝（yì）簡單：由於隻需要一次掩（yǎn）刻和填充，工藝步驟相對較少，成本較低。

• 提高可靠性：減少晶體缺陷（xiàn），從而提高產（chǎn）品的可靠性和穩定性。

• 動態特性良好：在某些應用中，其動態特性可（kě）能優於多層外延（yán）工藝（yì）。

缺點：

• 形貌控製難：矽（guī）在深槽過程中，側邊與底部蝕刻形（xíng）貌很難控製到很平滑，可能（néng）影響（xiǎng）器件性能。

• 空洞問題：晶體外延填充（chōng）過程中容易導致溝槽底部（bù）形成（chéng）不規則的空洞，影響長期高溫工作時的可（kě）靠性。

• 動態特性相對差：由於界麵接近（jìn）突變結，動態特性（xìng）可能不如多層外延工（gōng）藝。

超結（jié）MOS的主要作用包括：

1. 降低導通（tōng）電阻：相較於（yú）傳統VDMOS，相同電流、電（diàn）壓規格的超結MOSFET的導通（tōng）電阻僅為傳統VDMOS的一半（bàn）左右。這（zhè）得益於其特殊的芯片（piàn）內部結構設計，使得在相同（tóng）的芯片麵積下，超結MOS的內（nèi）阻更低。

2. 提高開關速度：超結MOSFET的開通和關斷速度較傳（chuán）統（tǒng）VDMOS快30%以上，這有（yǒu）助於降低動態損耗，提高電源係統的效率。

3. 減小（xiǎo）芯片體積：由（yóu）於（yú）超（chāo）結MOS的內阻低，可以（yǐ）在保證性能的同時減小芯片麵積，從而（ér）有利於設計更小體積的電源電路，降低產品成本。

4. 降低（dī）發熱：較低的導通（tōng）電阻和開關（guān）速度意味著更低（dī）的損（sǔn）耗，進而減少了發熱量，這對於對溫度要求高的產品如充（chōng）電頭等尤為重要。

5. 提升（shēng）效（xiào）率：使用超結MOSFET後，電源效（xiào）率（lǜ）可以上升1～2個百分點，這對於提高整（zhěng）體能源利用效（xiào）率具有（yǒu）重要意義。

6. 易於集成封（fēng）裝：超結MOSFET可以與驅動（dòng）IC一（yī）起進行集成（chéng）封裝，進一步降低（dī）產品體積和成本。

7. 適用領（lǐng）域廣泛（fàn）：超結MOSFET以其優異的性（xìng）能被廣泛（fàn）應用於（yú）電源、電機控製、照明等領域，特（tè）別適合於中低功率水平下的高速（sù）運（yùn）行需求（qiú）。

總結

超結MOS作為一種創新的半導體器件技術，通過其獨特的（de）超結結構設計，在降低導通電阻、提高開關速度、減小（xiǎo）芯片體積、降低發熱和提升效率等方麵展現出顯著優勢。這（zhè）些特點使（shǐ）得（dé）超結MOS在高壓、高（gāo）頻、高效率的電力（lì）電子應用中具有廣闊的前景。