超结垂直扩散金属氧化物半导体型场效应晶体管(Vertical-Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,VDMOS)具有开关速度快、导通电阻低、击穿电压高等优点,广泛应用于户外及室内LED(Light-Emitting Diode)照明、充电器及逆变器等设备。然而,超结VDMOS在LED驱动系统中耐瞬时超高压的能力有限,尤其在户外LED照明应用时,器件易受雷击浪涌的冲击而损坏,影响系统可靠性,因此对超结VDMOS雷击浪涌鲁棒性分析及优化具有重要意义。本文对LED驱动系统进行仔细分析,重点关注超结VDMOS在LED驱动系统中的工作状态及原理,并搭建系统级雷击浪涌测试平台与仿真平台。通过雷击浪涌实测发现,在雷击浪涌电压冲击时,超结VDMOS关断状态下雪崩电流路径发生转移是造成器件失效的重要因素,且雷击浪涌冲击失效点位于器件元胞区。通过仿真分析发现,超结VDMOS在雷击浪涌冲击过程中,雪崩电流路径流经寄生三极管区域,且出现沟槽栅极下方电场增大的现象,最终导致器件关断状态下寄生三极管开启以及栅氧化层击穿。本文在机理分析的基础上,提出了四种雷击浪涌鲁棒性改进结构,通过对比分析各项静态特性参数及载流子状态,最终选择带有阶梯掺杂N型漂移区结构的超结VDMOS作为最优抗雷击浪涌冲击的器件,并进行了流片验证。本文所提出的阶梯掺杂N型漂移区超结VDMOS基于50μm深沟槽刻蚀工艺进行流片,由测试结果可知,在带有前级浪涌泄放电路的单级反激LED驱动系统中使用该改进结构,LED系统抗雷击浪涌能力从800V提升到4000V,达到国标所要求的的最高等级。