VDMOS(Vertical Double-diffused MOSFET)作为一种现阶段应用广泛的半导体器件,一直以来都以优化击穿电压(BV)和比导通电阻(Ron,sp)之间的折衷关系作为目标。目前对于VDMOS的研究主要集中在寻找新型耐压层结构,而对于器件的模型研究缺乏有效手段。本文采用叠加变换方法建立了具有界面电荷的高K(HK)VDMOS二维电势模型,研究了器件性能与结构参数之间的关系。并且在此基础上,提出了一种改进型HK耐压结构,进一步优化了 的折衷关系。首先,本文研究了常规超结(SJ)结构以及HK结构的工作原理,并对两种结构的电场分布以及耐压机理进行了分析。其次,依据总电荷守恒以及电通量守恒原理,将HK VDMOS器件结构等效为SJ结构、p-i-n结构的叠加,并且单独研究了界面陷阱电荷(Qit)的作用。通过求解二维泊松方程,建立了器件的电势和电场模型,进而得出了最优耐压和比导通电阻的近似模型。MEDICI仿真结果表明,该模型与仿真结果几乎完全吻合。最后,结合SJ结构和HK结构的基本工作原理,提出了一种具有p型掺杂区的改进型HK VDMOS器件(HKP-VDMOS)。在HKP-VDMOS器件中,通过引入体内电场峰值来增加击穿电压。此外,p型区可以辅助漂移区耗尽,因此器件的比导通电阻得到降低。基于对泊松方程的求解,建立了 HKP-VDMOS器件的二维电势解析模型,进而得到了最优耐压和比导通电阻的近似模型。解析模型与仿真结果之间的误差在5%以内。与传统的HK VDMOS器件相比,在相同的击穿电压BV下,此改进型器件的比导通电阻Ron,sp降低了 16.7%。