超结浅谈

超结（Superjunction），又称电荷平衡（ChargeBalancing）、电荷耦合（Chargecouple）、电荷补偿（ChargeCompensation）。

因在DMOS中超结结构应用较多，如下以超结DMOS为例展开阐述。

当采用常规结构时，理想漂移区特征电阻Ron-ideal用下式表示，与击穿电压的平方呈正比。

其中BV为击穿电压、εS为介电常数、μn为迁移率，EC临界击穿场强。

当采用超结结构时，理想漂移区特征电阻RD，sp用下式表示，与击穿电压呈正比。

其中p为超结单元尺寸，N/P柱宽度之和。

超结最大的优势即导通电阻大幅减小。

值得注意的是，超结内容在巴神经典的第一章。个人理解，器件结构可大致分为表面、体和背面三部分，超结为体结构。不仅可用于MOSFET器件，也可用于二极管等其他器件。超结可理解为原始材料，跟外延等并列。

[1],巴利伽.Fundamentalsofpowersemiconductordevices:英文版[M].科学出版社,2012.

2017年，该篇综述中对超结有较为详细的介绍，重要信息摘录如下：

1、1998年，第一款超结产品化，为600V平面VDMOS。

2、高压器件，厚外延，超结工艺有两种：多层外延沉积和深沟槽刻蚀；

3、低压器件，薄外延，超结工艺还包括：深扩散和高能注入；

[2]WilliamsRK,DarwishMN,BlanchardRA,:PartI-History,technology,andprospects[J].IEEETransactionsonElectronDevices,2017,64(3):674-691.

最后分享一些经典的超结器件实物图，如下：

1、2005，英飞凌600V超结MOSFETSEM图，P柱40μm；

[3]BuzzoM,RubM,CiappaM,high-voltagesuperjunction[C]//Inte

2、2018，华虹报道了7μm超结单元用于600V超结MOSFET研制；

[4]ZhuZ,WangF,μmPitchdeeptrenchsuperjunctionprocessdevelopment[C]//2018ChinaSemiconductorTechnologynternationalConference(CSTIC).IEEE,2018.

也能翻到不少超结IGBT、SiC超结器件的报道，蛮有意思的，尤其是SiC超结器件或许是下一个爆发点。

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