功率MOS器件是功率电路的核心器件，以其优越的性能在很多应用领域逐渐取代了双极型晶体管。在功率电路中，功率MOS器件主要用作开关器件，然而传统MOS器件的损耗较高，严重影响系统效率和整体性能。功率MOS器件要降低通态功耗，就必须减小导通电阻。超结MOS器件作为新一代的功率MOS器件，其具有特征导通电阻低和开关快速，封装小型化和安全工作区大等等应用优势，在新一代的低功耗绿色功率系统具有广泛的应用前景，然而国内对超结MOS器件的研究还处于起步阶段。本文针对超结MOS进行了重点深入研究，从电荷平衡理论研究入手，设计并实现了超结MOS器件。　　 本文采用理论分析、计算机辅助模拟及实验验证相结合的研究方法。首先讨论了外延电荷平衡耐压支持层的原理，超结MOS器件的结构参数与各项静态性能指标之间的互相影响趋势；分析了击穿点的变化、终端耐压结构和寄生电容，进行了优化设计，经过理论分析和模拟设计，提出了一种带缓冲环的超结MOS器件结构，在不增加工艺复杂度的前提下，提高了超结MOS器件的耐压稳定性和均一性。其次对超结MOS器件的3D结构进行了模拟分析和优化设计，分析了边角效应和版图过渡区结构对于器件性能的影响，提出了防止阈值电压漂移和提高击穿的解决方法。第三，在新型超结MOS器件的制备工艺研究过程中，提出了选择性外延生长技术以保证光刻精度在0．5μm以内。开发了全新的接触孔腐蚀工艺模块，芯片产品良率提高了10％以上。研究了钝化层工艺对器件寿命的影响，改进后的超结MOS器件芯片高温漏电减小两个量级，保证了应用可靠性。针对超结MOS器件的应用，总结了超结MOS器件在应用过程中出现的各种失效模式，并针对超结MOS器件的性能参数进行相关性分析，提出了相应的改良方案。　　 在理论研究基础上，本文完成了超结MOS器件芯片的设计及封装、电学功能测试。测试表明所设计超结MOS器件耐压为660V，阈值电压为3V，特征导通电阻达到35mΩ*mm2。所设计芯片成功应用于大功率AC-DC开关电源系统，进一步验证了本文所提出的关键技术的准确性。