超（chāo）結MOS是英文Super Junction的直譯，英飛淩注冊（cè）商標為Cool MOS，所以國內的廠家（jiā）都命名為超結MOS，它是在普通平（píng）麵（miàn）MOS基礎上使用新型（xíng）超結結構設（shè）計的MOS管。這（zhè）種（zhǒng）技（jì）術通過在垂直溝槽結構中外延N-層建立深入的p型區，形成更大的（de）PN結，在（zài）器件返偏時，能形成很厚的PN耗盡層，以（yǐ）達到高的隔離電壓。超結MOS管主要在500V、600V、650V及（jí）800V以上（shàng）高電壓場合使用。

超結（jié）MOS的工藝包括：

多層外（wài）延工藝（Multi-EPI）和深溝槽工藝（Deep-Trench）。這兩種工藝都旨在實現超結MOSFET的優異性能，但各（gè）有其特點和優勢。

1. 多層外（wài）延工藝（Multi-EPI）

概述：
多（duō）層外延工藝是開發較早且較為成（chéng）熟的工藝。它基於平麵矽生長技術，通過多次摻雜、熱推進和生長多層摻雜（zá）不同的外延層（céng），形成多個PN結，從而實（shí）現超結MOS的結構。

多層外延（yán）工藝主要集中在歐美品牌以及韓（hán）國品牌，比如SEMIHOW，英（yīng）飛淩等（děng）。

優點：

• 高電壓承受能力：相比傳統的Super Junction技（jì）術，Multi-EPI的SJ技術能夠實現更高的電壓承受（shòu）能力。

• 低導通電阻（zǔ）：多層外延工藝通過優化摻雜濃度和結構設計，能夠顯著降低導（dǎo）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，外延位錯缺陷（xiàn）會比較（jiào）少（shǎo），因（yīn）此在（zài）漏電、高溫可靠性、長期可靠性等方麵具有很好的優勢。

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

缺點：

• 製備工藝複雜：多層外延工藝需要多（duō）次摻雜和生長步驟，增加了工藝難度和（hé）成本（běn）。

• 光刻控製困難：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（gōng）藝是一種相（xiàng）對簡單的實現超結技術的方法。它首先通過（guò）外延設備生長一層外延層，然後通過深（shēn）槽刻（kè）蝕設備刻出深寬比很高的溝（gōu）槽（cáo），再通過外延方式將溝槽填充起來，形成P柱結構。

深溝槽工藝主要集中在中國大陸品（pǐn）牌，以華（huá）虹晶圓為主的產（chǎn）品（pǐn），目前也有少量多層外延工（gōng）藝的產（chǎn）品在研發並推出市（shì）場。

優點：

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

• 提高可靠性：減少晶體缺（quē）陷，從而提高產品的可靠性和穩定性。

• 動態特性良好：在某些應（yīng）用中，其動態特性可能優於多（duō）層外（wài）延工藝。

缺點：

• 形貌控製難：矽（guī）在（zài）深槽過程中，側邊與底部蝕刻形（xíng）貌很難控製（zhì）到很平滑，可能影響器（qì）件性能。

• 空洞問（wèn）題：晶體外延填充過程中容易導致（zhì）溝槽底部形成不規則的空洞，影響長期高溫工作時的可靠性。

• 動態特性相對差：由於界麵（miàn）接近突變結，動態特性可能不如多層外延工藝。

超結MOS的主要作用包括：

1. 降低（dī）導（dǎo）通電阻：相較於（yú）傳統VDMOS，相同電流、電壓規格的超結MOSFET的導通電阻僅為傳統VDMOS的一半左右。這得益於其特（tè）殊的芯片（piàn）內部結構設計，使得（dé）在相同（tóng）的芯片麵積下，超結（jié）MOS的內阻更低。

2. 提高（gāo）開關速度：超結MOSFET的開通和關斷速度較傳統VDMOS快30%以上，這有助於降低動態（tài）損耗，提高電源係（xì）統的效率。

3. 減小（xiǎo）芯片體積：由於超結MOS的內阻低，可以在保證性能的同時減小芯片麵積，從而有利於設計更（gèng）小體積的電源電路，降（jiàng）低產品成本。

4. 降低發熱（rè）：較低的導通電阻和開關速度意味著更低的損耗，進而（ér）減少了發熱量，這對（duì）於對（duì）溫度要求高的產品如充電頭等尤為重要。

5. 提升效率：使用超結MOSFET後，電源效率可以上升1～2個百（bǎi）分點（diǎn），這對於提高整體能源利用效率（lǜ）具有重要意義。

6. 易於集（jí）成封裝：超結MOSFET可以與驅動IC一起進行集成封裝，進一步降低產品（pǐn）體積和成本。

7. 適用領域廣泛：超結MOSFET以其優異的性能被（bèi）廣泛應用於電源、電機（jī）控製、照明等領域，特（tè）別（bié）適合於中低功率水平下的高速（sù）運行需（xū）求（qiú）。

總（zǒng）結

超結MOS作為一種創新的半導體器件技術（shù），通（tōng）過其獨特的超結結構設計，在降低（dī）導通（tōng）電（diàn）阻、提高開關速度、減小芯片體積、降低發熱和提升效（xiào）率等方麵展現出顯著優勢（shì）。這些特點使得超結MOS在高壓、高（gāo）頻、高效率的電力電子應（yīng）用中具有廣闊的前（qián）景。