功率半导体器件被广泛应用于电力、能源、消费类、航天等领域,特别是随着近年来节能减排、新能源的兴起,功率半导体器件受到了越来越多的关注。对于功率器件,击穿电压和导通电阻始终是一对矛盾；传统器件的特征导通电阻受击穿电压的限制存在一个极限,称为“硅极限”。“超结”打破了这种硅极限,它使导通电阻与击穿电压的关系得到很大改进,由传统的2.5次方关系变为线性关系,大大降低了导通电阻。本论文研究的超结功率MOSFET器件包括超结VDMOS和超结LDMOS。 VDMOS (Vertical Double-diffused MOSFET,垂直双扩散MOSFET)作为分立器件由于其性能优良、工艺简单而被广泛应用。LDMOS (Lateral Double-diffused MOSFET,横向双扩散MOSFET)由于易于与低压CMOS工艺集成等特点而被广泛应用于智能功率集成电路(Smart power IC, SPIC).600/700V系列的超结功率器件在电源适配器等方面拥有广泛的应用。论文的主要工作及创新点：(1)设计了一款600V超结结构的VDMOS器件,同时就器件设计的一些关键点、设计过程中遇到的相关问题及解决方法进行了研究讨论。研究比较了条形、正方形和方格型三种不同版图图型超结结构的性能,发现正方形图型结构电荷补偿能力最强,特征导通电阻最优；研究了深槽工艺中存在的侧壁倾斜问题,这种倾斜的存在会导致电荷失衡,从而导致击穿电压下降,并且发现侧壁正负斜度影响击穿电压的程度不同,在对这一现象进行了理论分析的基础上提出了分层外延或P柱的解决方法。最后对器件进行了流片验证,测试表明击穿电压达到643V,特征导通电阻3.6Ω*mm2,与西门子研制的首个CoolMOS’性能水平相当。(2)设计了一款700V超结结构的LDMOS器件。讨论了考虑工艺偏差后N-well剂量的选取,应该在导通电阻、工艺容差之间进行折中；同时,本文对叉指型版图设计中的关键问题--源极叉指指尖问题进行了分析,并针对此问题,采取了在围绕源指尖周围的N-well和P-body之间增加一个缓冲区域的方法加以解决。最后将此器件与传统Double RESURF结构器件在性能上进行了详细比较,结果表明这种结构在减小导通电阻、增强器件电流能力的同时,不会对器件SOA等其他静态、动态性能造成影响。