这篇文章聊聊功率超结MOSFET器件的提出，
先从RESURF（Reduced Surface Electric Fields，降低表面电场）效应说起
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1979年，前人制作了横向JFET器件，试图利用RESURF效应降低器件表面电场，这应该是RESURF效应首次正式报道，
啥叫RESURF效应？
传统的一维PN结，反向耐压由轻掺杂一侧的掺杂浓度Nd决定，
大概逻辑是：Nd越低→耗尽层越宽→峰值电场越低→耐压越高，
然而降低掺杂浓度会导致器件导通电阻增大，耐压和电阻之间存在不可避免的trade-off。
而RESURF效应可以提升耐压和电阻之间的trade-off，直白地说，在保持相同耐压的前提下，实现更小的导通电阻。
如何做到这一点？
核心思路是——利用二维电场分布效应，而不是纯粹的一维垂直耗尽，
即，电荷不仅会从结的纵向被耗尽，还会从横向被耗尽，
此间关键在于，只要漂移区电场在上升至材料临界击穿电场EC之前，漂移区就已经完全耗尽，那么掺杂浓度便不会决定耐压。
换言之，想利用RESURF效应，你的设计必须确保在反偏条件下，漂移区完全耗尽时，半导体材料承受的峰值电场仍低于EC，
随后继续增大反向偏压，电场线性提升（而非某一处骤增），最终击穿电压由几何尺寸（漂移区厚度）决定。
如何确保漂移区完全耗尽？
通过限制电荷总量实现。
简言之，如果你的设计成功应用了RESURF效应，便可以剥离耐压与漂移区浓度之间的相关性，
于是浓度可以适当提升，在相同耐压前提下，电阻得以降低。
后来的超结器件，本质上也是这个思路——通过优化N柱、P柱的面积和掺杂浓度，确保柱区完全耗尽时，半导体材料承受的峰值电场仍低于EC，
于是继续增大反向偏压，电场线性增大，而非局部击穿。
因此柱区浓度得以提升一个数量级，器件导通电阻因之大幅降低。
1980年代，前人提出多种基于RESURF原理的器件，既有单极型，也有双极型，但结构复杂、成本高昂，未能量产。
直到陈星弼提出超结器件，
以第5216275号美国专利《Semiconductor power devices with alternating conductivity type high-voltage breakdown regions》（1993年）为标志，电荷平衡理念应用于功率器件的垂直导电（而非此前的表面电场降低），
通过优化P柱、N柱的参数，限制柱区电荷总量，使PN结在反偏条件下完全耗尽，
以这种方式制造的功率MOSFET突破了一维硅器件极限，实现了创纪录的低导通电阻，600V平面型功率MOSFET的商业化生产于1998年启动。
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超结二极管在不同反偏条件下的工作状态如上，从（a）到（c），反偏电压逐渐增大，
在（a）中，反偏电压很小，相邻P柱之间的Ndrift很宽（蓝色区域），表明耗尽区只有轻微扩展，
峰值电场很小，且上方标注Ndrift的三角形电场区，位于Pbody与Ndrift界面附近，
在（b）中，反偏电压较大，Ndrift宽度明显减小，黄色、绿色区域即为耗尽区在Ndrift、P柱两侧的扩展区域，
在黄色区域（Ndrift一侧的耗尽区），施主原子电离，产生固定的正电荷，
而在绿色区域（P柱一侧的耗尽区），受主原子电离，产生固定的负电荷，
这些固定的电离电荷成为电场线的源头和终点，从固定正电荷指向固定负电荷，形成横向电场分量，
与此同时，纵向电场也在增加（上方标注Ndrift的三角形区域变大）。
此时可以理解成，器件已经开始表现出RESURF效应——横向耗尽分担了部分电压，缓解了纵向PN结的电场上升。
在（c）中，Ndrift和P柱完全耗尽，Pbody和N衬底之间被黄绿两色瓜分，
在任意深度，单位面积Ndrift正电荷总量（电离正电荷）等于P柱的负电荷总量（电离负电荷），实现电荷平衡，
完全耗尽的区域就像一块本征半导体，Pbody/柱区/ N衬底类似一个PIN二极管，
器件内部的电场分布，从三角形，转变为近乎矩形，
对电场曲线下的面积进行积分，可算出击穿电压的大小，结果远高于传统一维PN结三角形电场分布得到的耐压，
换言之，在相同耐压前提下，超结器件可使用更高的漂移区掺杂浓度，大幅降低器件导通电阻。
于是得以实现击穿电压、导通电阻之间，更优的trade-off关系。
另外对Si超结器件，给出了经验公式，QCB=ncolYcol≤（m·1012）cm-2，
QCB为电荷，ncol为柱区掺杂浓度，Ycol为柱区宽度，m值根据版图、工艺等变化，在1~4之间波动，
m取上限，QCB需要≤4×1012cm-2，
不必纠结怎么算出来的，只要知道，这个公式旨在限制电荷量，
为什么要限制电荷量？
本质上与前文提到的，RESURF效应对电荷的限制，是一个道理，
即，通过限制电荷量，确保反偏条件下，柱区完全耗尽时，半导体材料承受的峰值电场仍低于EC。
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