DE102008044408A1 - Halbleiterbauelementanordnung mit niedrigem Einschaltwiderstand - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen Halbleiterkörper mit einer ersten Halbleiterzone, einer dritten Halbleiterzone, sowie einer zwischen der ersten Halbleiterzone und der dritten Halbleiterzone angeordneten Driftzone aufweist. In der Driftzone ist eine strukturierte, komplementär zur Driftzone dotierte vierte Halbleiterzone angeordnet. Weiterhin ist eine Potenzialsteuerstruktur vorgesehen, die an die strukturierte vierte Halbleiterzone angeschlossen ist. Die Potenzialsteuerstruktur ist dazu ausgebildet, die strukturierte vierte Halbleiterzone im sperrenden Zustand des Halbleiterbauelements an ein elektrisches Potenzial anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone liegt. Alternativ oder ergänzend dazu kann Potenzialsteuerstruktur dazu ausgebildet sein, die strukturierte vierte Halbleiterzone beim Einschalten des Bauelements an ein elektrisches Potenzial anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone liegt, und dadurch ohne signifikante Zeitverzögerung zu entladen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbauelementanordnung. Im Sperrzustand müssen vor allem Leistungshalbleiterbauelemente hohe Spannungen aufnehmen, sollen aber dennoch einen niedrigen Einschaltwiderstand aufweisen. Die Sperrspannungsfestigkeit und der Einschaltwiderstand eines Leistungshalbleiterbauelements sind jedoch konkurrierende Größen, d. h. mit der Sperrspannungsfestigkeit eines Leistungshalbleiterbauelements steigt im allgemeinen auch dessen Einschaltwiderstand.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleiterbauelementanordnung bereitzustellen, die im Sperrzustand eine hohe Spannung aufnehmen kann und die dennoch einen niedrigen Einschaltwiderstand aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch Halbleiterbauelementanordnungen gemäß den Ansprüchen 1, 30, 31 und 33 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Einige der nachfolgend beschriebenen Aspekte betreffen eine Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen leitenden Zustand und einen sperrenden Zustand annehmen kann. Das Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper mit einer ersten Halbleiterzone, einer dritten Halbleiterzone, sowie einer zwischen der ersten Halbleiterzone und der dritten Halbleiterzone angeordneten, als Driftzone ausgebildeten zweiten Halbleiterzone von einem ersten Leitungstyp auf. In der zweiten Halbleiterzone ist eine strukturierte vierte Halbleiterzone von einem zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp angeordnet. Weiterhin ist eine Potenzialsteuerstruktur vorgesehen, die an die strukturierte vierte Halbleiterzone angeschlossen ist.
  • Die Potenzialsteuerstruktur ist dazu ausgebildet, der strukturierten vierten Halbleiterzone im sperrenden Zustand des Halbleiterbauelements ein elektrisches Potenzial zuzuführen bzw. die strukturierte vierte Halbleiterzone an ein elektrisches Potenzial anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone liegt. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Potenzialsteuerstruktur dazu ausgebildet sein, die strukturierte vierte Halbleiterzone zumindest beim Einschalten des Bauelements, d. h. beim Übergang von dessen sperrenden Zustand in dessen leitenden Zustand, an ein elektrisches Potenzial anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone liegt und dadurch ohne signifikante Zeitverzögerung zu entladen.
  • Gemäß einem Aspekt kann die Potenzialsteuerstruktur einen Widerstand aufweisen, der an die erste Halbleiterzone und an die strukturierte vierte Halbleiterzone angeschlossen ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt kann die Potenzialsteuerstruktur eine Diode umfassen, deren Anode an die dritte Halbleiterzone und deren Kathode an die strukturierte vierte Halbleiterzone angeschlossen ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Potenzialsteuerstruktur eine siebte Halbleiterzone vom ersten Leitungstyp aufweisen, die zum einen an die strukturierte vierte Halbleiterzone und zum anderen an eine von der dritten Halbleiterzone beabstandete, zwischen der dritten Halbleiterzone und der strukturierten vierten Halbleiterzone angeordnete erste Stelle der zweiten Halbleiterzone elektrisch angeschlossen ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Verschiedene Beispiele werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Diese Figuren und die zugehörige Beschrei bung dienen dem besseren Verständnis des Grundprinzips. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente mit gleicher Bedeutung. Aus Gründen der Darstellbarkeit sind die gezeigten Figuren nicht maßstabsgetreu.
  • 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein als Diode ausgebildetes vertikales Halbleiterbauelement mit einer strukturierten Halbleiterzone.
  • 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randbereich eines als Trenchtransistor ausgebildeten vertikalen Halbleiterbauelements, in dessen Driftzone eine strukturierte Halbleiterzone angeordnet ist.
  • 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen randseitigen Abschnitt des in 2 dargestellten Trenchtransistors in einer zur vertikalen Richtung senkrechten Schnittebene B1 durch die strukturierte Halbleiterzone.
  • 4 zeigt einen Horizontalschnitt durch den in 2 dargestellten einen randseitigen Abschnitt eines Trenchtransistors in einer zur vertikalen Richtung senkrechten Schnittebene A1 durch die Gate-Elektroden des Trenchtransistors.
  • 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randabschnitt eines vertikalen Trenchtransistors mit zwei in der Driftzone angeordneten, voneinander beabstandeten strukturierten Halbleiterzonen.
  • 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines Trenchtransistors gemäß 2 bei dem die strukturierte Halbleiterzone mittels eines zusätzlichen, zwischen zwei benachbarten aktiven Bauelementabschnitten angeordneten Sinkers angeschlossen ist,
  • 7 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines Trenchtransistors, der einen Grundaufbau 2 aufweist, bei dem jedoch die Potenzialsteuerstruktur eine weitere, komplementär zur Driftzone dotierte Halbleiterzone aufweist.
  • 8 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines Trenchtransistors mit einem Grundaufbau gemäß 2, bei dem jedoch die Potenzialsteuerstruktur eine in den Halbleiterkörper integrierte Zenerdiode aufweist.
  • 9 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randabschnitt eines Trenchtransistors, bei dem die strukturierte Halbleiterzone mittels einer externen Diode an die Sourcezone des Trenchtransistors angeschlossen ist.
  • 10 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randabschnitt eines Trenchtransistors, der zwei in der vertikalen Richtung voneinander beabstandete strukturierte Halbleiterzonen aufweist, die jeweils über eine Diode an die Sourcezone angeschlossen sind.
  • 11 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randabschnitt eines vertikalen Trenchtransistors gemäß 2, bei dem jedoch zusätzlich zwischen zwei benachbarten Abschnitten der strukturierten Halbleiterzone ein Dotierstoff vom ersten Leitungstyp in die Driftzone eingebracht ist, der nur eine sehr geringe Diffusionsgeschwindigkeit aufweist.
  • 12 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Randabschnitt des in 11 gezeigten Trenchtransistors in einer zur vertikalen Richtung senkrechten Ebene B2 durch die strukturierte Halbleiterzone.
  • 13 zeigt verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Trenchtransistors gemäß 5.
  • 14 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Planardiode mit einem eine Feldplattenstruktur aufweisenden Randabschluss, wobei die Potenzialsteuerstruktur eine in den Halbleiterkörper der Planardiode integrierte Zenerdiode umfasst.
  • 15 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Planardiode mit einem eine Feldplattenstruktur aufweisenden Randabschluss und einer strukturierten Anode.
  • 16 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Planartransistor, bei dem die Potenzialsteuerstruktur eine in den Halbleiterkörper der Diode integrierte Zenerdiode umfasst.
  • 17 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Randabschnitt eines Planartransistors, in dessen Driftzone zwei komplementär zur Driftzone dotierte, voneinander beabstandete strukturierte Halbleiterzonen angeordnet sind.
  • 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen randnahen Abschnitt eines als Diode ausgebildeten Halbleiterbauelements in einer aus 3 ersichtlichen Schnittebene V1. Die Diode umfasst einen Halbleiterkörper 100 mit einer Vorderseite 101 und einer der Vorderseite 101 in einer vertikalen Richtung v gegenüberliegenden Rückseite 102. In dem Halbleiterkörper 100 sind ausgehend von der Rückseite 102 hin zur Vorderseite 101 eine stark n-dotierte erste Halbleiterzone 11, eine schwach n-dotierte, als Driftzone ausgebildete zweite Halbleiterzone 12 und eine p-dotierte dritte Halbleiterzone 13 angeordnet.
  • Die Diode umfasst des Weiteren einen vom seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 beabstandeten, aktiven Bauelementbereich 100a, der sich in der vertikalen Richtung v über das gesamte Bauelement und in einer zur vertikalen Richtung v senkrechten ersten lateralen Richtung r1 über denselben Bereich wie die dritte Halbleiterzone 13 und/oder die zweite Halbleiterzone 12 erstreckt.
  • Weiterhin ist auf die Vorderseite 101 eine als Anoden-Elektrode ausgebildete erste Elektrode 91 aufgebracht, die elektrisch an die dritte Halbleiterzone 13 angeschlossen ist. Zwischen dem Halbleiterkörper 100 und der Sourcelektrode 91 sind noch Dielektrikumsschichten 26 und 27 angeordnet. Auf die Rückseite 102 ist eine als Kathoden-Elektrode ausgebildete Elektrode 92 aufgebracht, die elektrisch an die erste Halbleiterzone 11 angeschlossen ist. Zur äußeren Beschaltung der Diode ist ein mit der Anoden-Elektrode 91 verbundener Anodenanschluss A und ein mit der Kathoden-Elektrode 92 verbundener Kathodenanschluss D vorgesehen.
  • In die Driftzone 12 ist eine komplementär zur Driftzone 12 dotierte, strukturierte vierte Halbleiterzone 4 eingebettet, die sich in der vertikalen Richtung v über eine Schicht 18 des Halbleiterkörpers 100 erstreckt und von der Vorderseite 101 sowie von dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang beabstandet ist.
  • Die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 weist in dem dargestellten Beispiel Abschnitte 40, 41, 42, sowie weitere nicht dargestellte Abschnitte auf, welche in einer der ersten lateralen Richtung r1 und in einer sowohl zur vertikalen Richtung v als auch zur ersten lateralen Richtung r1 senkrechten zweiten lateralen Richtung r2 voneinander beabstandet im aktiven Bauelementbereich 100a angeordnet sind, so dass zwischen zwei benachbarten der Abschnitte 40, 41, 42 jeweils ein Abschnitt 125 der Driftzone 12 angeordnet ist. Die Ab schnitte 40, 41, 42 sowie die weiteren nicht dargestellten Abschnitte der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 sind elektrisch leitend miteinander verbunden und können beispielsweise als zusammenhängendes p-dotiertes Halbleitergebiet ausgebildet sein.
  • Grundsätzlich ist eine solche strukturierte vierte Halbleiterzone 4 unabhängig von der Art des Bauelements im Sperrzustand des Bauelements nicht floatend, sondern an ein elektrisches Potenzial angeschlossen. Eine solche strukturierte vierte Halbleiterzone 4 kann so ausgelegt sein, dass sie bei einer vorgegebenen, am Bauelement anliegenden Sperrspannung ausgeräumt ist. Alternativ dazu kann sie jedoch auch so stark dotiert sein, dass sie bei der vorgegebenen anliegenden Sperrspannung nicht ausgeräumt ist. Die Dotierung und die Geometrie einer solchen strukturierten vierten Halbleiterzone 4 sind so gewählt, dass die zweite Halbleiterzone 12 im Sperrzustand des Bauelements zumindest in einer Schicht 18, die auch die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 umfasst, keine freien Ladungsträger mehr enthält.
  • In dem dargestellten Sperrzustand der Diode, d. h. wenn am Kathodenanschluss K ein elektrisches Potenzial UK anliegt, das höher ist als ein am Anodenanschluss A anliegendes elektrisches Potenzial UA, wird der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 ein elektrisches Potenzial U4 zugeführt, das zwischen den elektrischen Potenzialen UA und UK liegt. Aufgrund der Potenzialdifferenzen zwischen den Abschnitten 40, 41, 42 und der zweiten Halbleiterzone 12 bilden sich bei sperrender Diode an den pn-Übergängen zwischen der Driftzone 12 und den Abschnitten 40, 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 Raumladungszonen 29 aus, die einen in den Abschnitten 125 der Driftzone 12 gebildeten Kanal abschnüren. Diese Raumladungszonen 29 dienen dazu, bei sperrendem Bauelement die zweite Halbleiterzone 12 in der Schicht 18 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 weitgehend auszuräumen, so dass sich die Sperrfähigkeit der Diode im Vergleich zu einer Diode, die identisch aufgebaut ist, jedoch keine solche strukturierte vierte Halbleiterzone 4 aufweist, erhöht. Außerdem kann die zweite Halbleiterzone 12 eines Bauelements mit einer solchen strukturierten vierten Halbleiterzone 4 im Vergleich zu einem herkömmlichen Bauelement mit derselben maximalen Sperrspannung stärker dotiert werden, wodurch sich der Einschaltwiderstand der Diode verringert.
  • In dem gezeigten Sperrzustand der Diode ist die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 an ein elektrisches Potenzial U4 angeschlossen, das die zweite Halbleiterzone 12 an einer Stelle 128 aufweist, welche näher an der Vorderseite 101 und näher an dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang angeordnet ist als die strukturierte vierte Halbleiterzone 4. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Stelle 128 unmittelbar unterhalb des Dielektrikums 26 einer in einem Graben angeordneten ersten Feldelektrode 961 angeordnet, die den aktiven Bauelementbereich 100a zum seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 hin abschließt. Das an dieser Stelle 128 vorliegende Potenzial U4 liegt bei sperrendem Bauelement im Wesentlichen unverändert auch an einer dritten Elektrode 93 an, die auf die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 aufgebracht ist und die über eine siebte Halbleiterzone 129 und eine achte Halbleiterzone 31 an die zweite Halbleiterzone 12 angeschlossen ist. Die siebte Halbleiterzone 129 und die achte Halbleiterzone 31 sind außerhalb des aktiven Bauelementbereichs 100a angeordnet und weisen den Leitungstyp der zweiten Halbleiterzone 12 auf, wobei die achte Halbleiterzone 31 stärker dotiert ist als die siebte Halbleiterzone 129. Die dritte Elektrode 93 ist weiterhin an eine komplementär zur zweiten Halbleiterzone 12 dotierte neunte Halbleiterzone 49 ("Sinker") angeschlossen, welche ihrerseits an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angeschlossen ist und diese elektrisch mit der dritten Elektrode 93 verbindet. Die neunte Halbleiterzone 49 kann derart dotiert sein, dass sie zumindest in einem zwischen der dritten Elektrode 93 und der Schicht 18 befindlichen Abschnitt selbst bei solchen Spannungen nicht ausgeräumt wird, bei denen an dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang der Avalange-Durchbruch auftritt.
  • Aufgrund der Potenzialsteuerstruktur liegt die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 bei sperrender Diode auf dem elektrischen Potenzial U4. Die erste Feldelektrode 961 dient dazu, die siebte Halbleiterzone 129 von einem vorderseitigen, seitlich neben der ersten Feldelektrode 961 und deren Dielektrikum 26 gelegenen Abschnitt der zweiten Halbleiterzone 12 elektrisch zu entkoppeln. Hierzu ist die erste Feldelektrode 961 zwischen der siebten Halbleiterzone 129 und der zweiten Halbleiterzone 12 angeordnet und erstreckt sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein. Das der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 bei sperrender Diode zugeführte Potenzial kann durch die Tiefe t961 eingestellt werden, in die sich die erste Feldelektrode 961 einschließlich des sie umgebenden Dielektrikums 26 in der vertikalen Richtung v in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt. Je größer die Tiefe t961 gewählt wird, desto weniger unterscheidet sich das elektrische Potenzial der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 vom elektrischen Potenzial der Abschnitten 125 der Driftzone 12.
  • Außerdem umfasst die Potenzialsteuerstruktur, ebenso wie die Potenzialsteuerstrukturen bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, einen optionalen Widerstand 80, der die strukturierte vierte Halbleiterzone 4, beispielsweise über die neunte Halbleiterzone 49, die dritte Elektrode 93 und die zweite Elektrode 92 elektrisch mit der ersten Halbleiterzone 11 verbindet. Der Widerstand 80 kann dabei in den Halbleiterkörper 100 integriert oder außerhalb des Halbleiterkörpers 100 angeordnet sein. Ein innerhalb des Halbleiterkörpers 100 ausgebildeter Widerstand 80 kann beispielsweise durch eine oder mehrere dotierte Halbleiterzonen realisiert sein, wobei op tional zwischen solchen dotierten Halbleiterzonen pn-Übergänge ausgebildet sein können.
  • Die Potenzialsteuerstruktur ist so dimensioniert, dass bei einer vorgegebenen, zwischen dem Anodenanschluss A und dem Kathodenanschluss K abfallen Sperrspannung, beispielsweise 100 V bis 400 V. aufgrund des der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 zugeführten elektrischen Potenzials U4 alle die Schicht 18 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 durchdringenden Abschnitte 125 der Driftzone 12 vollständig von den Raumladungszonen 29 erfasst sind. Dies bewirkt, dass die zweite Halbleiterzone 12 in der Schicht 18, welche sich in jeder zur vertikalen Richtung v senkrechten lateralen Richtung r1, r2 bis zum seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 erstreckt, von Ladungsträgern weitgehend ausgeräumt ist. Die ausgeräumten Abschnitte der zweiten Halbleiterzone 12 können eine hohe Sperrspannung aufnehmen. Durch dieses "aktive" Ausräumen freier Ladungsträger aus den in der Schicht 18 befindlichen Abschnitten der zweiten Halbleiterzone 12 kann die zweite Halbleiterzone 12 zumindest in diesen Abschnitten höher, beispielsweise mit einer Dotierstoffkonzentration von 1014 cm–3 bis 1018 cm–3, dotiert werden als bei einer Diode, die identisch aufgebaut ist, die jedoch keine strukturierte vierte Halbleiterzone 4 aufweist. Diese gegenüber einer herkömmlichen Diode erhöhte Dotierung bewirkt eine Verringerung des Einschaltwiderstandes.
  • Außer ihrer Funktion, die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 im Sperrfall an ein definiertes elektrisches Potenzial anzuschließen, kann die Potenzialsteuerstruktur auch dazu ausgebildet sein, die strukturierte Halbleiterzone 4 beim Einschalten des Bauelements, d. h. beim Übergang von dem dargestellten sperrenden Zustand in den leitenden Zustand, zu entladen.
  • Die vorangehend erläuterte Potenzialsteuerstruktur wurde beispielhaft ausgewählt, um die Funktionsweise eines Bauelements mit einer strukturierten vierten Halbleiterzone 4 zu erläutern. Grundsätzlich kann die gezeigte Potenzialsteuerstruktur in identischer oder abgewandelter Form auch auf andere Halbleiterbauelemente mit einer Driftzone, beispielsweise auf MOSFETs oder IGBTs, übertragen werden. Alternativ dazu kann die Potenzialsteuerstruktur einer Diode oder eines anderen Halbleiterbauelements völlig verschieden von der erläuterten Potenzialsteuerstruktur ausgestaltet sein, solange die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 bei sperrendem Bauelement ein Potenzial aufweist, das zwischen den elektrischen Potenzialen liegt, das die Driftzone 12 zwischen der dritten Halbleiterzone 13 und der strukturierten Halbleiterzone 4 aufweist.
  • 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines als vertikaler Trenchtransistor (Trench-MOSFET) ausgebildeten Halbleiterbauelements in einer aus den 3 und 4 ersichtlichen Schnittebene V1. Alternativ zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Halbleiterbauelement auch als IGBT ausgebildet sein. Im Fall eines IGBT ist die starke n-Dotierung der als Drainzone ausgebildeten ersten Halbleiterzone 11 durch eine starke p-Dotierung zu ersetzen.
  • Bei diesem Trenchtransistor sind die Funktion und der Aufbau der Potenzialsteuerstruktur und der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 identisch mit der Funktion und dem Aufbau der Potenzialsteuerstruktur und der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 der Diode gemäß 1.
  • Im Unterschied zu der Diode gemäß 1 weist der Trenchtransistor gemäß 2 eine im aktiven Bauelementbereich ausgebildete Zellstruktur mit einer oder mehreren parallel geschalteten aktiven Transistorzellen auf, die in der ersten lateralen Richtung r1 voneinander beabstandet angeordnet sind. Wegen der Zellstruktur wird der die aktiven Transistorzellen aufweisende Abschnitt 100a des Transistors auch als "aktiver Zellbereich" bezeichnet. In der ersten lateralen Richtung r1 schließen sich an die dargestellte aktive Transistorzelle mit der Gateelektrode 95 noch weitere, nicht dargestellte aktive Transistorzellen mit derartigen Gateelektroden 95 an. Die Gateelektroden 95 sind – bezogen auf die Vorderseite 101 – in einem Graben der Tiefe t95 angeordnet. Bei einem Halbleiterbauelement mit einer solchen Grabenstruktur kann der Abstand t4 beispielsweise kleiner gewählt werden als das 1-fache bis 2-fache der Tiefe t95 der Gateelektroden 95.
  • In jeder der Transistorzellen sind zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der Vorderseite 101 eine als Bodyzone ausgebildete, p-dotierte sechste Halbleiterzone 16, sowie eine stark n-dotierte, als Sourcezone ausgebildete dritte Halbleiterzone 13 angeordnet. Abweichend von der Diode gemäß 1 ist die dritte Halbleiterzone 13 bei dem vorliegenden MOSFET nicht p-dotiert sondern n-dotiert. Weiterhin stellt die auf die Vorderseite 101 aufgebrachte erste Elektrode 91 eine Source-Elektrode dar, die elektrisch an die dritte Halbleiterzone 13 angeschlossen ist. Die auf die Rückseite 102 aufgebrachte zweite Elektrode 92 stellt eine Drainelektrode dar, die elektrisch an die erste Halbleiterzone 11 angeschlossen ist. Zur äußeren Beschaltung des Transistors sind außerdem ein mit der Sourceelektrode 91 verbundener Sourceanschluss S und ein mit der Drainelektrode 92 verbundener Drainanschluss D vorgesehen.
  • Um einen elektrischen Strom zwischen dem Sourceanschluss S und dem Drainanschluss D zu steuern, insbesondere um diesen Strom ein- oder auszuschalten, sind die Gateelektroden 95 vorgesehen. Diese erstrecken sich in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in die zweite Halbleiterzone 12 hinein, sind jedoch von der ersten Halbleiterzone 11 beabstandet. Zur elektrischen Isolierung der Gateelektroden 95 gegenüber der zweiten Halbleiterzone 12, der sechsten Halbleiterzone 16 und der dritten Halbleiterzone 13 ist ein Gatedielektrikum 25 vorgesehen.
  • Neben der bereits erläuterten ersten Feldelektrode 961, die den aktiven Bauelementbereich 100a zum seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 hin abschließt, sind noch eine zweite Feldelektroden 962 und eine dritte Feldelektrode 963 vorgesehen, die sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstrecken und von der ersten Halbleiterzone 11 beabstandet sind. Die zweite Feldelektrode 962 ist zwischen der neunten Halbleiterzone 49 und der siebten Halbleiterzone 129 angeordnet und mittels eines Dielektrikums 26 gegenüber dem der zweiten Halbleiterzone 12 elektrisch isoliert. Die dritte Feldelektrode 963 ist zwischen dem seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 und der neunten Halbleiterzone 49 angeordnet und mittels eines Dielektrikums 26 gegenüber dem der neunten Halbleiterzone 49 elektrisch isoliert.
  • Sofern nur genau eine strukturierte Halbleiterzone wie die vorliegende strukturierte vierte Halbleiterzone 4 in dem Halbleiterbauelement vorgesehen ist, können beispielsweise alle Feldelektroden 961, 962, 963 auf Source-Potenzial, d. h. dem Potenzial der dritten Halbleiterzone 13 und der ersten Elektrode 91, liegen. Alternativ dazu können die Feldelektroden 961, 962, 963 des Bauelements beispielsweise auch alle floatend im Halbleiterkörper 1 angeordnet sein.
  • 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Abschnitt der in 1 gezeigten Diode bzw. des in 2 gezeigten Trenchtransistors in einer zur vertikalen Richtung v senkrechten Schnittebene B1. Dieser Horizontalschnitt ist außerdem identisch mit Horizontalschnitten durch Schnittebenen B2, B3 und B4, wie sie in den 11, 7 bzw. 8 gezeigt sind.
  • Aus der Schnittansicht gemäß 3 ist ersichtlich, dass die neunte Halbleiterzone 49 sowie die Abschnitte 40, 41 und 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 streifenartig ausgebildet sein können und in einer sowohl zur vertikalen Richtung v als auch zur ersten lateralen Richtung r1 senk rechten zweiten lateralen Richtung r2 verlaufen können. Außerdem kann die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 wie vorliegend eine netzartige oder gitterartige Struktur aufweisen. Alternativ dazu sind auch andere Strukturen, z. B. streifenartige, mäanderartige, kammartige oder kammartig ineinander greifende, Strukturen denkbar. Entscheidend ist, dass die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 die zweite Halbleiterzone 12 ausreichend dicht durchsetzt.
  • Um den Sinker 49 elektrisch an die Abschnitte 40, 41 und 42 sowie an weitere nicht dargestellte Abschnitte der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 anzuschließen, sind Verbindungsstege 48 vorgesehen, die sich in der ersten lateralen Richtung r1 erstrecken und die die vierte Halbleiterzone 49 mit dem ersten 40 der streifenartigen Abschnitte 40, 41, 42, sowie benachbarte streifenartige Abschnitte 41, 42 miteinander, verbinden. Wie aus 3 ersichtlich ist, kann die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 als zusammenhängende Halbleiterzone ausgebildet sein, durch die sich die Abschnitte der zweiten Halbleiterzone 12 säulenartig hindurch erstrecken.
  • 4 zeigt denselben randseitigen Transistorabschnitt wie die 2 und 3 in einer zur Schnittebene B1 ebenfalls aus 2 ersichtlichen Schnittebene A1 durch die Gateelektroden 95 und durch die Feldelektroden 961, 962, 963. Zusätzlich ist die darunter liegende, aus 3 bekannte Schnittansicht gestrichelt dargestellt. Dieser Horizontalschnitt ist außerdem identisch mit Horizontalschnitten durch Schnittebenen A3 bzw. A4, wie sie in den 7 bzw. 8 gezeigt sind.
  • Bei dem Transistor gemäß 4 sind die erste, die zweite und die dritte Feldelektrode 961, 962 bzw. 963 sowie die aktiven Zellen des Transistors mit ihren Gateelektroden 95 als Streifen ausgebildet, die in der zweiten lateralen Richtung r2 verlaufen. Beim Vergleich der 3 und 4 ist erkenn bar, dass die Abschnitte 40, 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 und die aktiven Zellen mit den Gateelektroden 95 in dieselbe laterale Richtung r2 verlaufen. Der Pitch der aktiven Transistorzellen kann dabei kleiner, gleich oder größer als der Pitch der Abschnitte 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 gewählt werden.
  • Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2, 3 und 4 können Streifen von streifenartig ausgebildeten aktiven Transistorzellen und streifenartig ausgebildete Abschnitte 40, 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 in verschiedene laterale Richtungen, beispielsweise in die lateralen Richtungen r1 und r2, verlaufen. Grundsätzlich können die verschiedenen lateralen Richtungen r1, r2 jedoch auch einen von 90° verschiedenen Winkel einschließen.
  • Grundsätzlich kann die Zellstruktur der Gesamtheit der in einem aktiven Bauelementabschnitt 100a angeordneten aktiven Transistorzellen unabhängig von der Zellstruktur des in demselben aktiven Bauelementabschnitt 100a angeordneten Abschnitts der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 gewählt werden. Außer streifenartigen Strukturen eignen sich dabei als Zellstrukturen jeweils auch, z. B., streifenartige, netzartige, gitterartige, mäanderartige, kammartige oder kammartig ineinander greifende Strukturen.
  • Um die Sperrspannungsfestigkeit des Transistors weiter zu erhöhen oder eine zusätzliche Verringerung des Einschaltwiderstandes zu erreichen, können anstelle von nur einer strukturierten Halbleiterzone auch zwei oder mehr strukturierte Halbleiterzonen vorgesehen sein, die komplementär zur zweiten Halbleiterzone 12 dotiert und in der vertikalen Richtung v voneinander beabstandet in die zweite Halbleiterzone 12 eingebettet sind. Im sperrenden Zustand des Transistors weisen die verschiedenen und voneinander beabstandeten strukturierten Halbleiterzonen unterschiedliche elektrische Potenziale auf, die jeweils zwischen den elektrischen Potenzialen der dritten Halbleiterzone 13 und der ersten Halbleiterzone 11 liegen.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierfür anhand eines Transistors mit einer p-dotierten strukturierten vierten Halbleiterzone 4 und einer ebenfalls p-dotierten strukturierten fünften Halbleiterzone 5.
  • Ebenso wie die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 weist auch die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 Abschnitte 51, 52 auf, die in der ersten lateralen Richtung r1 voneinander beabstandet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten der Abschnitte 51, 52 ist jeweils ein Abschnitt 126 der Driftzone 12 angeordnet ist. Die Abschnitte 51, 52 der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 können beispielsweise streifenartig ausgebildet sein. Anstelle einer streifenartigen Struktur kann die zweite strukturierte Halbleiterzone 5 auch eine andere Struktur, beispielsweise eine netzartige, eine gitterartige, eine mäanderartige, eine kammartige oder eine kammartig ineinander greifende Struktur aufweisen. Die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 und die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 können dabei unterschiedliche oder identische Arten von Strukturen aufweisen. Im Falle identischer Arten von Strukturen können diese gleichsinnig orientiert oder, beispielsweise bezüglich einer in der vertikalen Richtung v verlaufenden Achse, gegeneinander verdreht sein.
  • Die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 ist von der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 weiter beabstandet als die strukturierte vierte Halbleiterzone 4. Wie bereits anhand des Ausführungsbeispiels gemäß den 2 bis 4 erläutert, liegt die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 auf einem elektrischen Potenzial, das bei sperrendem Transistor im Wesentlichen dem elektrischen Potenzial U4 entspricht, welches die zweite Halbleiterzone 12 an einer Stelle 128 aufweist, die unterhalb eines Dielektrikums 26 einer in einem Graben angeordneten ersten Feldelektrode 961 gelegen ist, die den aktiven Bauelementabschnitt 100a zum seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 hin abgrenzt. Außerdem ist die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 über die dritte Elektrode 93 sowie über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 80a, 80b und über die zweite Elektrode 92 an die erste Halbleiterzone 11 angeschlossen. Die Gesamtwiderstand aus der Reihenschaltung der Widerstände 80a und 80b entspricht – hinsichtlich seiner Verschaltung mit der dritten Elektrode 93 und der ersten Halbleiterzone 11 – dem Widerstand 80 gemäß 2.
  • Analog zur strukturierten vierten Halbleiterzone 4 liegt die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 bei sperrendem Transistor auf einem elektrischen Potenzial, das im Wesentlichen dem Potenzial U5 entspricht, das die zweite Halbleiterzone 12 an einer Stelle 228 aufweist, die sich am seitlichen Rand des aktiven Bauelementabschnitts 100a befindet.
  • Damit liegt jede der beiden strukturierten Halbleiterzonen 4, 5 bei sperrendem Transistor auf einem elektrischen Potenzial, das zwischen dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone 13 und dem Potenzial liegt, welches die zweite Halbleiterzone 12 auf der der Vorderseite 101 zugewandten Seite der jeweiligen strukturierten vierten bzw. fünften Halbleiterzone 4 bzw. 5 aufweist.
  • Das elektrische Potenzial U5 wird über eine zehnte Halbleiterzone 229 vom Leitungstyp der zweiten Halbleiterzone 12 und über fünfzehnte Anschlusszonen 32, die vom selben Leitungstyp wie die zehnte Halbeiterzone 229, jedoch stärker als diese dotiert sind, auf eine vierte Elektrode 94 übertragen. An diese vierte Elektrode 94, die von den Elektroden 91 und 93 beabstandet ist, ist die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 über eine komplementär zur zweiten Halbleiterzone 12 dotierte elfte Halbleiterzone ("Sinker") 59 elektrisch angeschlossen. Damit liegen die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 und die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen U4 bzw. U5. Die elf te Halbleiterzone 59 kann derart dotiert sein, dass sie zumindest in einem zwischen der vierte Elektrode 94 und der Schicht 19 befindlichen Abschnitt selbst bei solchen Spannungen nicht ausgeräumt wird, bei denen an dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang der Avalange-Durchbruch auftritt.
  • Die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 ist in einer Schicht 19 angeordnet, die sich in jeder zur vertikalen Richtung v senkrechten Richtung über den gesamten Halbleiterkörper 100 erstreckt. Entsprechend der Raumladungszone 29 in der Schicht 18 bildet sich bei sperrendem Transistor auch in der Schicht 19 eine Raumladungszone 39 aus, in der die Ladungsträger der zweiten Halbleiterzone 12 im Wesentlichen ausgeräumt sind, wodurch sich das Sperrvermögen des Transistors erhöhen und der Einschaltwiderstand verringern lässt.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Stelle 228, an die die zweite strukturierte Halbleiterzone 5 angeschlossen ist, am seitlichen Rand des aktiven Bauelementbereichs 100a und unmittelbar unterhalb der strukturierten vierten Halbleiterzone 4. In analoger Weise können dem Transistor noch weitere strukturierte, p-dotierte Halbleiterzonen hinzugefügt werden, die zwischen der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 und der ersten Halbleiterzone 11 angeordnet sind und die bei sperrendem Transistor jeweils an ein elektrisches Potenzial angeschlossen sind, das die zweite Halbleiterzone 12 an einer Stelle aufweist, die sich am seitlichen Rand des aktiven Bauelementbereichs 100a unmittelbar unterhalb der zu der weiteren strukturierten Halbleiterzone in Richtung der Vorderseite 101 nächstgelegenen strukturierten Halbleiterzone befindet.
  • Durch die Verwendung von zwei oder mehr solcher in der vertikalen Richtung v aufeinanderfolgend angeordneter und komplementär zur zweiten Halbleiterzone 12 dotierter strukturierter Halbleiterzonen 4, 5 lässt sich die Sperrspannungsfestigkeit des Transistors nach Bedarf verbessern. Falls zwei oder mehr solche strukturierte Halbleiterzonen 4, 5 vorgesehen sind, können der vertikale Abstand d12 zwischen benachbarten strukturierten Halbleiterzonen 4, 5 beispielsweise gleich dem vertikalen Abstand d01 zwischen den Trenchböden der Gateelektroden 95 und der den Gateelektroden 95 nächstliegenden strukturierten vierten Halbleiterzone 4 identisch gewählt werden. Ebenso können die Abstände d01 und d12 beispielsweise so gewählt werden, dass sie ein Verhältnis d01 + d12 von 0 (d. h. d01 = 0) bis 1 aufweisen.
  • In den Abschnitten der zweiten Halbleiterzone 12, die zwischen den Abschnitten der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 bzw. zwischen den Abschnitten der strukturierten fünften Halbleiterzonen 5 angeordnet sind, kann die Netto-Dotierstoffkonzentration beispielsweise das 1,5-fache bis 100-fache oder das 3-fache bis 30-fache der Netto-Dotierstoffkonzentration betragen, die die zweite Halbleiterzone 12 in den Abschnitten aufweist, die in der vertikalen Richtung v nach unten und/oder nach oben an die jeweilige strukturierte vierte Halbleiterzone 4 bzw. fünfte Halbleiterzone 5 angrenzen.
  • Wenn das Produkt aus der Netto-Dotierstoffkonzentration in der strukturierten Halbleiterzone und deren Strukturbreite in der betrachteten lateralen Richtung, hier beispielsweise r1, und das Produkt aus der Netto-Dotierstoffkonzentration in den zwischen den Abschnitten der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 angeordneten Abschnitten der zweiten Halbleiterzone 12 und der Strukturbreite von diesen Abschnitten der zweiten Halbleiterzone 12 in derselben lateralen Richtung zueinander ein Verhältnis von 0,9 bis 1,1 aufweisen, sind die zwischen den Abschnitten 40, 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 angeordneten Abschnitte der zweiten Halbleiterzone 12 ausräumbar. Anderenfalls muss das Bauelement im J-FET Betrieb betrieben werden. Derselbe Zusammenhang gilt entsprechend für eine oder mehrere weitere strukturierte Halbleiter zonen wie z. B. die strukturierte Halbleiterzone 5 entsprechend. Als Strukturbreite wird dabei der Abstand einander entsprechender Stellen benachbarter Abschnitte, hier der Abschnitte 41, 42, der betreffenden strukturierten Halbleiterzone, hier der vierten Halbleiterzone 4, verstanden. In 5 ist beispielhaft eine Strukturbreite b dargestellt, die durch den in der lateralen Richtung r1 gemessenen Abstand b zwischen den der neunten Halbleiterzone 49 zugewandten Seiten der benachbarten Abschnitte 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 gegeben ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 weisen die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 und die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 in derselben lateralen Richtung r1 identische Strukturbreiten b auf. Abweichend davon können sich die Strukturbreiten b unterschiedlicher strukturierter Halbleiterzonen 4 und 5 voneinander unterscheiden.
  • Analog zu den Strukturbreiten b strukturierter Halbleiterzonen können in den lateralen Richtungen r1, r2 jeweils auch Strukturbreiten der im aktiven Bauelementbereich 100a angeordneten Transistorzellen ermittelt werden. Dabei kann in derselben lateralen Richtung die Strukturbreite der Transistorzellen je nach Bedarf gleich, kleiner oder größer als die Strukturbreite einer oder mehrerer der strukturierten Halbleiterzonen 4, 5 des Bauelements sein.
  • Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, kann es vorgesehen sein, zwischen zwei in der ersten lateralen Richtung r1 voneinander beabstandeten, benachbarten Sinkern 49, 59 eine Potenzialentkopplungsstruktur vorzusehen, welche das von dem Sinker 49, d. h. der neunten Halbleiterzone 49 ausgehende elektrische Feld zumindest teilweise vom Sinker 59, d. h. von der elften Halbleiterzone 59, abschirmt. Eine solche Potenzialentkopplungsstruktur kann beispielsweise eine zweite und/oder eine dritte oder mehr in einem Graben angeordnete Feldelektroden 962 bzw. 963 aufweisen, die mittels eines Die lektrikums 26 gegenüber der neunten Halbleiterzone 49, gegenüber der elften Halbleiterzone 59 und gegenüber der zwischen der neunten Halbleiterzone 49 und der elften Halbleiterzone 59 angeordneten zehnten Halbleiterzone 229 elektrisch isoliert sind. Bei einen Halbleiterbauelement, das wenigstens zwei in der vertikalen Richtung v voneinander beabstandete, strukturierte Halbleiterzonen 4, 5 aufweist, die bei einer am Halbleiterbauelement anliegenden Sperrspannung unterschiedliche elektrische Potenziale aufweisen, kann die dem seitlichen Rand 103 in einer vorgegebenen lateralen Richtung r1 nächstgelegene der Elektroden 96 mit einem elektrischen Potenzial verbunden sein, das zwischen den elektrischen Potenzialen der Source-Elektrode 91 und der Drain-Elektrode 92 liegt. Alternativ dazu können die Feldelektroden 961, 962, 963 des Bauelements beispielsweise auch alle floatend im Halbleiterkörper 1 angeordnet sein.
  • Weiterhin kann die dritte Feldelektrode 963 zur Ausbildung einer Randstruktur zwischen dem seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 und dem dem seitlichen Rand 103 nächstgelegenen Sinker 59 angeordnet sein. Weiterhin kann im Halbleiterkörper 100 eine vierte Feldelektrode 964 vorgesehen sein, die zwischen der zehnten Halbleiterzone 229 und der elften Halbleiterzone 59 angeordnet ist, sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt und die zehnte Halbleiterzone 229 von der elften Halbleiterzone 59 elektrisch entkoppelt. Entsprechend kann im Halbleiterkörper 100 eine fünfte Feldelektrode 965 vorgesehen sein, die zwischen der zehnten Halbleiterzone 229 und der neunten Halbleiterzone 49 angeordnet ist, sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt, und die neunte Halbleiterzone 49 elektrisch von dem vorderseitigen Abschnitt der zehnten Halbleiterzone 229 entkoppelt.
  • Um zu vermeiden, dass der Anschlusswiderstand einer strukturierten Halbleiterzone 4, 5 zu groß wird, können alternativ oder zusätzlich zu einem zwischen dem seitlichen Rand 103 des Halbleiterkörpers 100 und einem dem seitlichen Rand 103 nächstgelegenen aktiven Bauelementabschnitt 100a angeordneten Sinker 49, 59 ein oder mehrere weitere Sinker vorgesehen sein, die zwischen benachbarten aktiven Bauelementabschnitten angeordnet und an den betreffenden Sinker 49, 59 angeschlossen sind.
  • Als Ausführungsbeispiel hierzu zeigt 6 einen Abschnitt eines Transistors mit nur einer strukturierten vierten Halbleiterzone 4. Bei diesem Transistorabschnitt kann es sich beispielsweise um einen Abschnitt des Transistors gemäß 2 handeln. Der Transistor gemäß 6 umfasst zwei benachbarte aktive Bauelementabschnitte 100a, 100b, die in der ersten lateralen Richtung r1 voneinander beabstandet sind. Die neunte Halbleiterzone 49 ist zwischen diesen aktiven Bauelementabschnitten 100a, 100b angeordnet und an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angeschlossen. Die neunte Halbleiterzone 49 ist zusätzlich zu der randseitigen, in 2 gezeigten neunten Halbleiterzone 49 vorgesehen. Ebenso wie die neunte Halbleiterzone 49 gemäß 2 an eine dritte auf den Halbleiterkörper 100 aufgebrachte Elektrode 93 angeschlossen ist, ist die neunte Halbleiterzone 49 bei der Anordnung gemäß 6 an eine weitere dritte Elektrode 93 angeschlossen, wobei diese dritten Elektroden 93 elektrisch leitend miteinander verbunden oder elektrisch voneinander entkoppelt sein können. Die dritte Elektrode 93 gemäß 6 ist an eine andere siebte Halbleiterzone 129 angeschlossen wie die dritte Elektrode 93 gemäß 2.
  • Die 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des anhand der 2 bis 4 erläuterten vertikalen Trenchtransistors. Im Unterschied zu dem Transistor gemäß 2 weisen die Transistoren gemäß den 7 und 8 pn-Übergänge mit niedriger Durchbruch- oder Punchspannung auf, die verhin dern, dass bei sperrendem Transistor Ladungsträger in den der siebten Halbleiterzone 129 nächstgelegenen Abschnitt der zweiten Halbleiterzone 12 injiziert werden.
  • So ist bei dem Transistor gemäß 7 eine komplementär zur siebten Halbleiterzone 129 dotierte dreizehnte Halbleiterzone 33 vorgesehen, die zwischen der dritten Elektrode 93 und der siebten Halbleiterzone 129 angeordnet und an die dritte Elektrode 93 angeschlossen ist, und die mit der siebten Halbleiterzone 129 einen pn-Übergang ausbildet.
  • Bei dem Transistor gemäß 8 ist zwischen der dreizehnten Halbleiterzone 33 und der dritten Elektrode 93 noch eine vierzehnte Halbleiterzone 34 angeordnet, wobei die vierzehnte Halbleiterzone 34 den Leitungstyp der siebten Halbleiterzone 129 aufweist und stärker als diese dotiert sein kann. Die vierzehnte Halbleiterzone 34 ist an die dritte Elektrode 93 angeschlossen und bildet mit der dreizehnten Halbleiterzone 33 einen pn-Übergang aus. Die dreizehnte Halbleiterzone 33 wiederum bildet einen pn-Übergang mit der siebten Halbleiterzone 129 aus und ist ebenfalls an die dritte Elektrode 93 angeschlossen. Außerdem ist die vierzehnte Halbleiterzone 34 von der siebten Halbleiterzone 129 beabstandet.
  • Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 9 einen Trenchtransistor, bei dem die Potenzialsteuerstruktur eine erste Diode 81 umfasst, deren Anode elektrisch an die Sourceelektrode 91 angeschlossen ist und deren Kathode elektrisch über die neunte Halbleiterzone 49 an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angeschlossen ist. Bei sperrendem Transistor ist das elektrische Potenzial der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 im Wesentlichen durch den Spannungsabfall über der ersten Diode 81 bestimmt. Während sich das Potenzial U4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bei sperrendem Bauelement abhängig von der zwischen dem Anodenanschluss A und dem Kathodenanschluss K anliegenden Spannungsdifferenz ändert, kann das Potenzial U4 bei dem Ausführungsbeispiel ge mäß 9 unabhängig sein von der Spannungsdifferenz zwischen dem Sourceanschluss und dem Drainanschluss, beispielsweise wenn es sich bei der ersten Diode 81 um eine Zenerdiode mit vorgegebener Durchbruchspannung handelt und eine zwischen den Elektroden 91, 92 anliegende Sperrspannung höher ist als die Durchbruchspannung der ersten Diode 81. Die erste Diode 81 kann in den Halbleiterkörper 100 integriert oder außerhalb des Halbleiterkörpers 100 angeordnet sein. Um einen höheren Spannungsabfall zu erzeugen, können zu der ersten Diode 81 auch zwei oder mehr weitere Dioden in Reihe geschaltet werden.
  • Da das der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 zugeführte elektrische Potenzial durch die erste Diode 81 mitbestimmt ist, kann bei geeigneter Dimensionierung auf eine siebte Halbleiterzone 129, wie sie beispielsweise bei der Anordnung gemäß 2 gezeigt ist, verzichtet werden. Um die neunte Halbleiterzone 49 vom vorderseitigen Abschnitt der zweiten Halbleiterzone 12 elektrisch zu entkoppeln, ist eine sechste Feldelektrode 966 vorgesehen, die zwischen der neunten Halbleiterzone 49 und der zweiten Halbleiterzone 12 angeordnet ist und sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt.
  • Ebenso ist es, wie in 10 gezeigt ist, möglich, analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 zwei oder mehr strukturierte vierte bzw. fünfte Halbleiterzonen 4, 5 vorzusehen, deren Potenzialunterschied mittels jeweils einer zweiten Diode 82 eingestellt wird. Die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 ist über die neunte Halbleiterzone 49, über die dritte Elektrode 93, über die erste Diode 81 und über die Sourceelektrode 93 an die dritte Halbleiterzone 13 angeschlossen, wie dies anhand des Ausführungsbeispiels gemäß 9 erläutert wurde. Eine strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 ist über eine als Sinker ausgebildete elfte Halbleiterzone 59, über eine auf den Halbleiterkörper 100 vordersei tig aufgebrachte vierte Elektrode 94 und über eine zweite Diode 82 an die dritte Elektrode 93 angeschlossen, wobei die Anode der zweiten Diode 82 an die dritte Elektrode 93 und die Kathode der zweiten Diode 82 an die vierte Elektrode 94 angeschlossen ist. Somit ist die bei sperrendem Transistor zwischen der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 und der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 vorliegende Potenzialdifferenz im Wesentlichen durch die an der zweiten Diode 82 abfallende Spannung bestimmt. Die Anode der zweiten Diode 82 kann statt an die dritte Elektrode 93 auch an die erste Elektrode 91 angeschlossen werden. Um die neunte Halbleiterzone 49 und die elfte Halbleiterzone 59 elektrisch voneinander zu entkoppeln, kann im Halbleiterkörper 100 eine siebte Feldelektrode 967 vorgesehen sein, die zwischen der neunten Halbleiterzone 49 und der elften Halbleiterzone 59 angeordnet ist und sich ausgehend von der Vorderseite 101 in Richtung der ersten Halbleiterzone 11 in den Halbleiterkörper 100 hinein erstreckt.
  • Auf entsprechende Weise können zwischen der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 und der ersten Halbleiterzone 11 weitere strukturierte Halbleiterzonen vom Leitungstyp der strukturierten vierten bzw. fünften Halbleiterzone 4, 5 vorgesehen sein, wobei eine weitere strukturierte Halbleiterzone mittels einer weiteren Diode an eine andere strukturierte Halbleiterzone angeschlossen sein kann, die zwischen der Sourcezone und der weiteren strukturierten Halbleiterzone angeordnet ist. Die Diode kann dabei an Elektroden angeschlossen sein, von denen die eine über einen Sinker vom Leitungstyp der weiteren Halbleiterzone mit der weiteren strukturierten Halbleiterzone und die andere über einen anderen Sinker vom Leitungstyp der anderen strukturierten Halbleiterzone mit der anderen strukturierten Halbleiterzone elektrisch verbunden ist.
  • Im Einzelfall kann es bei einer Bauelementanordnung erforderlich sein, für benachbarte Abschnitte einer strukturierten Halbleiterzone relativ kleine Abstände zu wählen. Dies kann zur Folge haben, dass Dotierstoffe, die zur Dotierung der strukturierten Halbleiterzone verwendet wurden, bei einer Temperaturerhöhung, wie sie bei der Prozessierung und/oder beim Betrieb des Transistors auftretenden kann, in einen zwischen benachbarten Abschnitten der strukturierten Halbleiterzone angeordneten Abschnitt der Driftzone diffundieren, wodurch es wegen der vergleichsweise hohen Dotierstoffkonzentration in der strukturierten Halbleiterzone in dem Abschnitt der Driftzone zu einer signifikanten Absenkung oder gar zu einer Inversion der ursprünglichen Dotierung kommen kann. Um dies zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, zwischen benachbarten Abschnitten der strukturierten Halbleiterzone angeordnete Abschnitte der Driftzone mit einem Dotierstoff zu dotieren, der im Vergleich zu herkömmlichen Dotierstoffen nur eine geringe Neigung zu thermischer Diffusion aufweist.
  • Dies ist in 11 anhand eines Vertikalschnitts durch einen Transistorabschnitt gezeigt. Der Aufbau dieses Transistorabschnitts entspricht grundsätzlich dem Transistorabschnitt gemäß 2. Die gezeigte Schnittansicht gibt einen Schnitt durch die Schnittebene V2 gemäß 12 wieder.
  • Der Transistor gemäß 11 weist eine strukturierte vierte Halbleiterzone 4 mit voneinander beabstandeten Abschnitten 40, 41, 42 auf. Zwischen benachbarten Abschnitten 41, 42 ist jeweils ein Abschnitt einer zweiten Halbleiterzone 12 angeordnet. Außerdem sind in der Schicht 18 zwischen benachbarten Abschnitten 40, 41, 42 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 zwölfte Halbleiterzonen 120 angeordnet, die durch Abschnitte 120 der zweiten Halbleiterzone 12 gebildet sind. Die zwölften Halbleiterzonen 120 sind mit Arsen dotiert, das in Silizium n-dotierend wirkt und nur eine geringe Neigung zu thermischer Diffusion aufweist.
  • Alternativ dazu kann die Schicht 18 (bei der Anordnung gemäß 10 auch die Schicht 19) auch als p-dotierte Epitaxie schicht hergestellt werden, in der durch eine maskierte Implantation von Arsen n-dotierte Inseln erzeugt werden. Diese Inseln entsprechen dann den in 11 gezeigten zwölften Halbleiterzonen 120 und können, abweichend von der Anordnung gemäß 11, in der lateralen Richtung r1 auch bis an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 (bzw. bis an die strukturierte Halbleiterzone 4 und/oder bis an die strukturierte Halbleiterzone 5 in 10) heran reichen.
  • Bei einem Transistor, dessen Aufbau dem Transistor gemäß 2 entspricht, der jedoch komplementär dotiert ist, d. h. bei dem anstelle der in 11 gezeigten, n-dotierten Halbeiterzonen p-dotierte Halbleiterzonen vorgesehen sind und bei dem anstelle der in 11 gezeigten, p-dotierten Halbeiterzonen n-dotierte Halbleiterzonen vorgesehen sind, kann die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 selbst mit Arsen dotiert sein, so dass Gebiete, die analog zu den Gebieten 120 gemäß 11 in der Schicht 18 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 angeordnet, jedoch p-dotiert sind, kann dann verzichtet werden.
  • Alternativ dazu kann die Schicht 18 bei einem komplementär dotierten Bauelement, d. h. bei dem unter anderem die zweite Halbleiterzone 12 p-dotiert und die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 bzw. die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 n-dotiert sind, auch als p-dotierte Epitaxieschicht hergestellt werden, in der die n-dotierten strukturierten vierten und fünften Halbleiterzonen 4 bzw. 5 durch eine maskierte Implantation von Arsen in die p-dotierte Epitaxieschicht hergestellt wird. Bei einem solchen komplementär dotierten Bauelement kann auf Abschnitte, die den zwölften Halbleiterzonen 120 gemäß 11 entsprechen, jedoch p-dotiert sind, verzichtet werden.
  • 12 zeigt einen Horizontalschnitt in einer zur vertikalen Richtung v senkrechten, in 11 dargestellten Schnittebene B2. Aus diesem Horizontalschnitt ist in Verbin dung mit 11 ersichtlich, dass die zweite Halbleiterzone 12 und die mit Arsen dotierten Abschnitte 120 die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 säulenartig durchdringen. Die mit Arsen dotierten Abschnitte 120 können wie dargestellt von der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 beabstandet sein, aber auch – abweichend von der Darstellung in den 11 und 12 – unmittelbar an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angrenzen. Durch die mit Arsen dotierten zwölften Halbleiterzonen 120 wird die zweite Halbleiterzone 12 in der Schicht 18 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 stabilisiert. Auf entsprechende Weise können solche die Dotierung der zweiten Halbleiterzone 12 stabilisierende zwölfte Halbleiterzonen 120 auch zwischen Abschnitten weiterer strukturierter Halbleiterzonen, beispielsweise zwischen Abschnitten 51, 52 der strukturierten fünften Halbleiterzone 5, wie sie aus dem Transistor gemäß 5 bekannt ist, vorgesehen sein.
  • Nachfolgend werden anhand der 13A bis 13J verschiedene Schritte zur Herstellung eines Trenchtransistors gemäß 5 erläutert. Ausgehend davon ist der Fachmann auch in der Lage, durch geeignete Abwandlungen des Verfahrens andere Bauelemente mit einer strukturierten Halbleiterzone zu erzeugen, die im Sperrzustand des Bauelements an ein elektrisches Potenzial angeschlossen ist, das zwischen an dem Bauelement anliegenden Potenzialen liegt.
  • Gemäß 13A wird zunächst ein stark n-dotiertes Substrat 11 mit einem Halbleitergrundmaterial, beispielsweise Silizium oder Siliziumkarbid, bereitgestellt, das später die erste Halbleiterzone 11 des Transistors bildet. Wenn es sich bei dem herzustellenden Bauelement um einen IGBT handelt, muss jedoch anstelle des stark n-dotierten Substrates 11 eine stark p-dotiertes Substrat 11 verwendet werden. Auf dieses Substrat wird eine schwach n-dotierte Schicht 121, beispielsweise epitaktisch, aufgebracht, was im Ergebnis in 13B gezeigt ist. Alternativ zu den Schritten gemäß 13A und 13B besteht auch die Möglichkeit, ein schwach n-dotiertes Substrat bereitzustellen und rückseitig die stark n-dotierte Halbleiterzone 11 durch Diffusion und/oder Implantation geeigneter Dotierstoffe zu erzeugen.
  • Auf die Anordnung gemäß 13B wird Maske 71 aufgebracht und strukturiert. Unter Verwendung dieser strukturierten Maske 71 wird ein Dotierstoff 105 in die schwach n-dotierte Schicht 121 implantiert, der in dem verwendeten Halbleitergrundmaterial eine zur Dotierung der zweiten Halbleiterzone 12 des herzustellenden Bauelements komplementäre Dotierung bewirkt. Die Implantation wird so durchgeführt, dass die Dotierung der ursprünglichen Schicht 121 invertiert wird, so dass komplementär zur n-dotierten Schicht 121 dotierte Abschnitte 50, 51 und 52 entstehen, was in 13C gezeigt ist. Grundsätzlich könnte anstelle einer Implantation auch eine Diffusion vorgesehen sein, was jedoch weichere pn-Übergänge zwischen der Schicht 121 und den darin erzeugten Abschnitten 50, 51, 52 zur Folge hat. Auf diese Anordnung wird nach dem Entfernen der Maske 71 vorderseitig eine Schicht 122 vom Leitungstyp der herzustellenden zweiten Halbleiterzone 12, beispielsweise epitaktisch, aufgebracht, was im Ergebnis in 13D gezeigt ist. Unter Verwendung einer weiteren strukturierten Maske 72, die vorderseitig auf die Anordnung gemäß 13D aufgebracht wird, werden, wie in 13E gezeigt, erneut Dotierstoffe 105 in den bis dahin aufgebauten Halbleiterkörper implantiert, so dass eine oberhalb der Halbleiterzone 50 angeordnete, p-dotierte Halbleiterzone 591 entsteht. Der Dotierstoff 105 kann dieselben Eigenschaften aufweisen, wie der bereits anhand von 13D beschriebene Dotierstoff 105.
  • Nach dem Entfernen der Maske 72 wird vorderseitig eine weitere Schicht 123 vom Leitungstyp der herzustellenden zweiten Halbleiterzone 12, beispielsweise epitaktisch, erzeugt, was im Ergebnis in 13F dargestellt ist. Nach Verwendung einer weiteren, auf die Vorderseite dieser Anordnung aufgeb rachten und strukturierten Maske 73 werden Dotierstoffe 105 in dem bis dahin aufgebauten Halbleiterkörper implantiert, so dass komplementär zur Dotierung der herzustellenden zweiten Halbleiterzone 12 dotierte Halbleiterzonen 592, 40, 41, 42 entstehen. Die Halbleiterzone 592 wird dabei oberhalb der Halbleiterzone 591 erzeugt. Der Dotierstoff 105 kann dieselben Eigenschaften aufweisen wie der anhand der 13C und 13E erläuterte Dotierstoff 105. 13G zeigt die Anordnung während der Implantation des Dotierstoffs 105. Nach dem Entfernen der strukturierten Maske 73 wird auf den bis dahin aufgebauten Halbleiterkörper vorderseitig eine Schicht 124 vom Leitungstyp der herzustellenden zweiten Halbleiterzone 12, beispielsweise epitaktisch, aufgebracht, was im Ergebnis in 13H gezeigt ist.
  • Danach wird unter Verwendung einer vorderseitig aufgebrachten und strukturierten Maske 74 ein Dotierstoff 105 in den bis dahin aufgebauten Halbleiterkörper implantiert, um weitere p-dotierte Halbleiterzonen 593 und 49 zu erzeugen. Die Halbleiterzone 593 wird dabei oberhalb der Halbleiterzone 592 und die Halbleiterzone 49 oberhalb des Abschnitts 40 erzeugt. Der Dotierstoff 105 kann dieselben Eigenschaften aufweisen, wie der anhand der 13C, 13E und 13G erläuterte Dotierstoff 105. 13I zeigt die Anordnung während der Implantation des Dotierstoffs 105. Nach dem Entfernen der strukturierten Maske 74 erhält man den in 13J dargestellten Halbleiterkörper 100 mit der die Abschnitte 40, 41, 42 umfassenden strukturierten vierten Halbleiterzone 4, mit dem an den Abschnitt 40 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 angeschlossenen Sinker 49, mit der die Abschnitte 50, 51, 52 umfassenden strukturierten fünften Halbleiterzone 5, und mit dem an den Abschnitt 50 der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 angeschlossenen Sinker 59.
  • Bei dem anhand der 13A bis 13J erläuterten Ausführungsbeispiel wurden zur Bildung eines an die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 angeschlossenen Sinkers 59 übereinan der liegende, aneinander angrenzende Halbleiterzonen 50, 591, 592 und 593 erzeugt, die eine zusammenhängende, p-dotierte Halbleiterzone bilden. Entsprechend wurden zur Bildung eines an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angeschlossenen Sinkers 49 übereinander liegende, aneinander angrenzende Halbleiterzonen 40 und 49 erzeugt. Abweichend von dem erläuterten Ausführungsbeispiel können benachbarte Halbleiterzonen 50, 591, 592, 593 bzw. 40, 49 zunächst auch beabstandet voneinander hergestellt werden. Mittels eines nachfolgenden Temperschritts ausdiffundiert und dabei vergrößert werden, so dass die benachbarten Halbleiterzonen 50 mit 591, 592 und 593 bzw. 40 mit 49 zusammen wachsen und zusammenhängende, p-dotierte Halbleiterzonen entstehen.
  • In dem in 13J dargestellten Halbleiterkörper 100 können dann in an sich bekannter Weise der in 5 dargestellte aktive Bereich mit der dritten Halbleiterzone 13, der sechsten Halbleiterzone 16, dem Gatedielektrikum 25, sowie den Gateelektroden 95 hergestellt und die Elektroden 91 und 92 aufgebracht werden. Für das Dielektrikum 26 kann dabei eine größere Dicke gewählt werden, als für das Gate-Dielektrikum 25. Die Herstellung der achten Halbleiterzone 31 und der fünfzehnten Halbleiterzone 32 kann zugleich mit der Herstellung der dritten Halbleiterzone 13 erfolgen, wobei eine herkömmliche, zur Herstellung der dritten Halbleiterzone 13 verwendete strukturierte Maske an den entsprechenden Stellen oberhalb der herzustellenden Halbleiterzonen 31, 32 mit Öffnungen versehen werden muss. Die Herstellung der dritten und/oder vierten Elektrode 93 bzw. 94 kann im selben Schritt erfolgen, wie die Herstellung der ersten Elektrode 91 und oder der zweiten Elektrode 92, wobei vor dem Aufbringen des Elektrodenmaterials zusätzlich Gräben erzeugt werden müssen, die bis unter die Dielektrikumsschicht 27 in das Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers 100 hinein reichen. Die Elektroden 91, 92, 93, 94 können beispielsweise als Metallisierungen des Halbleiterkörpers 100 ausgebildet sein und beispielsweise aus Aluminium bestehen oder Aluminium aufweisen. Alter nativ können die Elektroden 91, 92, 93, 94 können beispielsweise auch hoch dotiertes polykristallines Halbleitermaterial, z. B. hoch dotiertes polykristallines Silizium, aufweisen oder daraus bestehen.
  • Bei den vorangehend anhand der 1 bis 8, 11 und 12 erläuterten Ausführungsbeispielen sind ersten Feldelektroden 961 vorgesehen, die den aktiven Bauelementbereich 100a zum seitlichen Rand 103 hin abgrenzen. Das bei sperrendem Bauelement in der zweiten Halbeiterzone 12 unmittelbar unterhalb der ersten Feldelektroden 961 an den Stellen 128 vorliegende elektrische Potenzial wird der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 mittels einer siebten Halbleiterzone 129 zugeführt, die durch die erste Feldelektrode 961 gegenüber dem aktiven Bauelementbereich 100a und damit gegenüber der dritten Halbleiterzone 13 sowie gegenüber dem seitlich neben der erste Feldelektrode 961 befindlichen vorderseitigen Abschnitt der zweiten Halbleiterzone 12 entkoppelt ist.
  • Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, das einer strukturierten vierten bzw. fünften Halbleiterzone bei sperrendem Bauelement zuzuführende elektrische Potenzial ohne die Verwendung solcher erster Feldelektroden 961 und ohne die Verwendung solcher siebter Halbleiterzonen 129 zu erzeugen, was nachfolgend anhand der 14, 15 und 16 anhand verschiedener Beispiele erläutert wird.
  • 14 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Planardiode. Die Planardiode umfasst einen Halbleiterkörper 100, in dem in einer vertikalen Richtung v aufeinanderfolgend eine stark dotierte erste Halbleiterzone 11 vom ersten Leitungstyp, eine schwach dotierte zweite Halbleiterzone 12 vom ersten Leitungstyp, sowie eine dritte Halbleiterzone 13 vom zweiten Leitungstyp angeordnet sind. Die Planardiode umfasst einen aktiven Bauelementbereich 100a, dessen seitliche Abmessungen in allen zur vertikalen Richtung v senkrechten lateralen Richtungen r1, r2 durch die seitlichen Abmessungen der die Anode bildenden dritten Halbleiterzone 13 festgelegt ist.
  • Zur Kontaktierung der dritten Halbleiterzone 13 ist eine auf die Vorderseite 101 aufgebrachte erste Elektrode 91 vorgesehen. Zwischen der Vorderseite 101 und der ersten Elektrode 91 ist eine Dielektrikumsschicht 27 angeordnet. Fortsätze der ersten Elektrode 91 durchdringen die Dielektrikumsschicht 27 und kontaktieren den Halbleiterkörper 100 an der Vorderseite 101 im Bereich der dritten Halbleiterzone 13. Auf die Rückseite 102 ist zur Kontaktierung der ersten Halbleiterzone 11 eine durchgehende zweite Elektrode 92 aufgebracht.
  • In der vertikalen Richtung v ist zwischen der ersten Halbleiterzone 11 und der dritten Halbleiterzone 13 eine strukturierte vierte Halbleiterzone 4 vom zweiten Leitungstyp angeordnet, die ebenso aufgebaut sein kann wie eine anhand der vorangehenden Ausführungsbeispiele erläuterte strukturierte vierte Halbleiterzone 4. Vorliegend weist die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 Abschnitte 40, 41, 42 auf, die in der ersten lateralen Richtung r1 beabstandet voneinander angeordnet sind. Zwischen benachbarten dieser Abschnitte 40, 41, 42 ist jeweils ein Abschnitt 125 der zweiten Halbleiterzone 12 angeordnet.
  • Um der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 in dem dargestellten Sperrzustand der Planardiode ein elektrisches Potenzial zuzuführen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone 11 und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone 13 liegt, ist eine Potenzialsteuerstruktur vorgesehen, die eine Zenerdiode 33, 34, eine dritte Elektrode 93 sowie eine neunte Halbleiterzone 49 vom zweiten Leitungstyp umfasst.
  • Die Zenerdiode 33, 34 umfasst eine dreizehnte Halbleiterzone 33 vom zweiten Leitungstyp, die mit der zweiten Halbleiterzone 12 einen pn-Übergang ausbildet. Weiterhin umfasst die Ze nerdiode 33, 34 eine vierzehnte Halbleiterzone 34 vom ersten Leitungstyp, die von der zweiten Halbleiterzone 12 beabstandet ist und die mit der dreizehnten Halbleiterzone 34 den pn-Übergang der Zenerdiode 33, 34 ausbildet.
  • Die dritte Elektrode 93 kontaktiert die vierzehnte Halbleiterzone 34 und überträgt das dort vorliegende elektrische Potenzial an die als Sinker ausgebildete neunte Halbleiterzone 49, die außerdem an den Abschnitt 40 und damit an die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 angeschlossen ist. Die Dotierung der neunten Halbleiterzone 49 ist so gewählt, dass sie zumindest in einem Abschnitt, der in der vertikalen Richtung v zwischen der dritten Elektrode 93 und der Schicht 18 der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 gelegen ist, selbst bei solchen Spannungen nicht ausgeräumt wird, bei denen an dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang der Avalange-Durchbruch auftritt.
  • Beim Übergang der Planardiode von dem dargestellten Sperrzustand in den leitenden Zustand dient die Potenzialsteuerstruktur außerdem dazu, die bei sperrender Planardiode aufgeladene, strukturierte vierte Halbleiterzone 4 zu entladen.
  • Während sich bei den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen die neunte Halbleiterzone 49 bis etwa zur Oberkante der die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 enthaltenden Halbleiterschicht 18 erstreckt und dort an den Abschnitt 40 angeschlossen ist, erstreckt sich die neunte Halbleiterzone 49 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 beispielhaft über die gesamte Höhe der Halbleiterschicht 18. Generell ist es, hier wie bei anderen Bauelementen, jedoch ausreichend, wenn die neunte Halbleiterzone 49 die strukturierte vierte Halbleiterzone 4, beispielsweise deren Abschnitt 40, kontaktiert.
  • Die dargestellte Planardiode weist außerdem eine siebte Elektrode 97 und eine achte Elektrode 98 auf, die jeweils optional und als Feldplatten ausgebildet sind. Die siebte Elektrode 97 und die achte Elektrode 98 sind jeweils vom Halbleiterkörper 100 beabstandet und gegenüber diesem durch die Dielektrikumsschicht 27 elektrisch isoliert. Die siebte Elektrode 97 ist an die erste Elektrode 91 angeschlossen. Die siebte Elektrode 97 kann beispielsweise in der vertikalen Richtung v oberhalb des geometrischen Ortes angeordnet sein, an dem der pn-Übergang zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 an die Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 tritt. Ausgehend von diesem geometrischen Ort kann sich die siebte Elektrode 97 in Richtung des seitlichen Randes 103 erstrecken. Die achte Elektrode 98 ist an die dritte Elektrode 93 angeschlossen und erstreckt sich von dieser ausgehend in Richtung des seitlichen Randes 103. Die siebte Elektrode 97 und/oder durch die achte Elektrode 98 gewährleisten bei sperrender Planardiode die Einhaltung eines für einen Randabschluss maximal zulässigen Gradienten des elektrischen Potenzials.
  • Bei der Anordnung gemäß 14 ist weiterhin eine erste Diode 81 dargestellt, die optional oder alternativ zu der Zenerdiode 33, 34 vorgesehen sein kann. Die erste Diode 81 ist so zwischen die dritte Halbleiterzone 13 und die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 geschaltet, dass sie bei sperrendem Bauelement in Sperrrichtung geschaltet ist. Hierzu kann, wie in der Anordnung gemäß 14 beispielhaft gezeigt, die Anode der ersten Diode 81 mit der ersten Elektrode 91 und die Kathode der ersten Diode 81 mit der dritten Elektrode 93 elektrisch verbunden sein.
  • Bei einem Verzicht auf die Zenerdiode 33, 34 kann die Dotierung der Halbleiterzonen 33 und 34 durch eine schwache Dotierung vom ersten Leitungstyp ersetzt werden. Bei einem Verzicht auf die Zenerdiode 33, 34 erübrigt sich außerdem der die Dielektrikumsschicht 27 durchdringende Fortsatz 931 der dritten Elektrode 93.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß 15 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Planardiode, die abgesehen von der Ausgestaltung der dritten Halbleiterzone 13 ebenso aufgebaut sein kann wie die anhand von 14 erläuterte Planardiode. Bei der Planardiode gemäß 15 ist die dritte Halbleiterzone 13 strukturiert und weist elektrisch miteinander verbundene Abschnitte 131, 132 auf. Jeder dieser Abschnitte 131, 132 wird durch einen Fortsatz der ersten Elektrode 91 kontaktiert. Die dritte Halbleiterzone 13 kann beispielsweise eine netzartige oder gitterartige Struktur aufweisen. Alternativ dazu sind auch andere Strukturen, z. B. streifenartige, mäanderartige, kammartige oder kammartig ineinander greifende, Strukturen denkbar. Entscheidend ist, dass die dritte Halbleiterzone 3 die zweite Halbleiterzone 12 ausreichend dicht durchsetzt.
  • 16 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Planartransistor, dessen Grundaufbau dem der Planardiode gemäß 15 entspricht. Zusätzlich weist der Planartransistor eine strukturierte sechste Halbleiterzonen 16 vom zweiten Leitungstyp auf, die die Bodyzonen des Planartransistors darstellt. Die dritte Halbleiterzone 13, die ebenfalls strukturiert ist und die Sourcezone des Transistors bildet, ist von der zweiten Halbleiterzone 12 beabstandet, kontaktiert die erste Elektrode 91 und bildet mit der dritten Halbleiterzone 13 einen pn-Übergang aus.
  • Oberhalb von Abschnitten, in denen sich die sechste Halbeiterzone 16 zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 bis an die Vorderseite 101 erstreckt, sind Gateelektroden 95 angeordnet, die vom Halbleiterkörper 100 beabstandet und gegenüber diesem mittels des Dielektrikums 27 elektrisch isoliert sind. Die Gateelektroden 95 dienen, wie bei Transistoren mit Zellstruktur üblich, zur Ansteuerung einzelner Transistorzellen und sind – in 16 nicht erkennbar – elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Ebenso wie bei dem in den 5 und 10 gezeigten Trench-Bauelementen können entsprechend den dort vorgesehenen, strukturierten vierten und fünften Halbleiterzonen 4, 5 auch bei einem planaren Bauelement, wie es z. B. in den 14 bis 16 gezeigt ist, zwischen der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 und der ersten Halbleiterzone 11 eine oder mehrere weitere strukturierte Halbleiterzonen vorgesehen sein, die voneinander sowie von der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 und von der ersten Halbleiterzone 11 beabstandet sind. Dies wird beispielhaft anhand eines Planartransistors gemäß 17 mit zwei strukturierten Halbleiterzonen 4 und 5 erläutert.
  • Im Unterschied zu dem Planartransistor gemäß 16 weist der Planartransistor gemäß 17 zusätzlich eine p-dotierte, strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 auf, die zwischen der ersten Halbleiterzone 11 und der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 angeordnet und von der ersten Halbleiterzone 11 sowie von der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 beabstandet ist. Die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 umfasst Abschnitte 50, 51, sowie weitere nicht dargestellte, voneinander beabstandete Abschnitte.
  • Um der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 in dem dargestellten Sperrzustand ein elektrisches Potenzial zuzuführen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone 11 und dem elektrischen Potenzial der strukturierten vierten Halbleiterzone 4 liegt, ist eine zweite Potenzialsteuerstruktur vorgesehen, die eine Zenerdiode 36, 37, eine vierte Elektrode 94, sowie eine elfte Halbleiterzone 59 vom zweiten Leitungstyp umfasst.
  • Die Zenerdiode 37, 36 umfasst eine n-dotierte sechzehnte Halbleiterzone 36 sowie eine p-dotierte siebzehnte Halblei terzone 37, die mit der sechzehnten Halbleiterzone 36 den pn-Übergang der Zenerdiode 36, 37 ausbildet.
  • Die vierte Elektrode 94 kontaktiert die sechzehnte Halbleiterzone 36 und überträgt das dort vorliegende elektrische Potenzial an die als Sinker ausgebildete elfte Halbleiterzone 59, die außerdem an den Abschnitt 50 und damit an die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 angeschlossen ist. Die Dotierung der elfte Halbleiterzone 59 ist so gewählt, dass sie zumindest in einem Abschnitt, der in der vertikalen Richtung v zwischen der vierten Elektrode 94 und der Schicht 19 der strukturierten fünften Halbleiterzone 5 gelegen ist, selbst bei solchen Spannungen nicht ausgeräumt wird, bei denen an dem zwischen der zweiten Halbleiterzone 12 und der dritten Halbleiterzone 13 ausgebildeten pn-Übergang der Avalange-Durchbruch auftritt.
  • Beim Übergang des Planartransistors von dem dargestellten Sperrzustand in den leitenden Zustand dient die zweite Potenzialsteuerstruktur außerdem dazu, die bei sperrendem Planartransistor aufgeladene, strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 zu entladen.
  • Der dargestellte Planartransistor weist außerdem eine optionale neunte Elektrode 99 auf, die an die vierte Elektrode 94 angeschlossen ist und sich von dieser ausgehend in Richtung des seitlichen Randes 103 erstreckt. Die neunte Elektrode 99 ist als Feldplatte ausgebildet, vom Halbleiterkörper 100 beabstandet und gegenüber diesem durch die Dielektrikumsschicht 27 elektrisch isoliert. Als Bestandteil eines Randabschlusses des Transistors ist gewährleistet die neunte Elektrode 99 zusammen mit der siebten und achten Elektrode 97 bzw. 98 die Einhaltung eines für einen Randabschluss erforderlichen, maximal zulässigen Gradienten des elektrischen Potenzials.
  • Die in den 15 bis 17 dargestellte erste Diode 81, die optional oder alternativ zu der Zenerdiode 33, 34 vorgesehen werden kann, entspricht der ersten Diode 81 gemäß 14, so dass die diesbezüglichen Aussagen entsprechend gelten.
  • Die Anordnung gemäß 17 zeigt außerdem eine zweite Diode 82, die optional oder alternativ zu der Zenerdiode 36, 37 vorgesehen sein kann. Die zweite Diode 82 ist so zwischen die strukturierte vierte Halbleiterzone 4 und die strukturierte fünfte Halbleiterzone 5 geschaltet, dass sie bei sperrendem Bauelement in Sperrrichtung geschaltet ist. Hierzu kann, wie in der Anordnung gemäß 17 beispielhaft gezeigt ist, die Anode der zweiten Diode 82 mit der dritten Elektrode 93 und die Kathode der zweiten Diode 82 mit der vierten Elektrode 94 elektrisch verbunden sein.
  • Bei einem Verzicht auf die Zenerdiode 36, 37 kann die Dotierung der Halbleiterzonen 36 und 37 durch eine schwache Dotierung vom ersten Leitungstyp ersetzt werden. Außerdem erübrigt sich bei einem Verzicht auf die Zenerdiode 36, 37 der die Dielektrikumsschicht 27 durchdringende Fortsatz 941 der vierten Elektrode 94.
  • Bei den in den vorangehenden Ausführungsbeispielen gezeigten Bauelementen einschließlich der erläuterten Verfahren können die Dotierungen auch vertauscht werden, d. h. p-dotierte Halbleiterzonen werden durch n-dotierte Halbleiterzonen und n-dotierte Halbleiterzonen werden durch p-dotierte Halbleiterzonen ersetzt. Damit einhergehend müssen p-dotierende Dotierstoffe durch n-dotierende Dotierstoffe und n-dotierende Dotierstoffe durch p-dotierende Dotierstoffe ersetzt und die Vorzeichen der am Bauelement anliegenden Spannungen vertauscht werden. Weiterhin sind bei Dioden Anode und Kathode zu vertauschten. Außerdem ist es möglich, alle anhand der vorangehenden Beispiele erläuterten Aspekte sinngemäß auch auf beliebige andere Bauelemente mit einer als Driftzone ausgebildeten zweiten Halbleiterzone 12 zu übertragen, soweit die jeweilige Art des Bauelements dies nicht ausschließt.

Claims (40)

  1. Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen leitenden Zustand und einen sperrenden Zustand annehmen kann und das aufweist: – einen Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterzone (11), eine dritte Halbleiterzone (13), sowie eine zwischen der ersten Halbleiterzone (11) und der dritten Halbleiterzone (13) angeordnete und als Driftzone ausgebildete zweite Halbleiterzone (12) von einem ersten Leitungstyp (n) umfasst; – eine in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnete, strukturierte vierte Halbleiterzone (4) von einem zum ersten Leitungstyp (n) komplementären zweiten Leitungstyp (p); – eine erste Potenzialsteuerstruktur, die (a) an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) im sperrenden Zustand des Halbleiterbauelements ein elektrisches Potenzial zuzuführen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone (11) und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone (13) liegt, und/oder die (b) an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) beim Einschalten des Halbleiterbauelements zu deren Entladung an ein elektrisches Potenzial anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone (11) und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone (13) liegt.
  2. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 1, bei der die erste Potenzialsteuerstruktur einen zwischen die erste Halbleiterzone (11) und die dritte Halbleiterzone (13) geschalteten Spannungsteiler aufweist.
  3. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die erste Potenzialsteuerstruktur einen Widerstand (80) aufweist, der an die erste Halbleiterzone (11) und an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist.
  4. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 1, bei der die erste Potenzialsteuerstruktur aufweist: – eine neunte Halbleiterzone (49) vom zweiten Leitungstyp (p), die an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist; und – eine auf den Halbleiterkörper aufgebrachte dritte Elektrode (93), die an die neunte Halbleiterzone (49) angeschlossen ist.
  5. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 4, bei der das Halbleiterbauelement aufweist: – einen aktiven Bauelementbereich (100a), wobei die neunte Halbleiterzone (49) außerhalb des aktiven Bauelementbereichs (100a) angeordnet ist.
  6. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 5, bei der das Halbleiterbauelement aufweist: – zwei aktive Bauelementbereiche (100a, 100b), zwischen denen die neunte Halbleiterzone (49) angeordnet ist.
  7. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 4, bei der die erste Potenzialsteuerstruktur aufweist: – eine erste Diode (81) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode an die dritte Halbleiterzone (13) angeschlossen ist und die wobei die Kathode an die neunte Halbleiterzone (49) angeschlossen ist.
  8. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die erste Potenzialsteuerstruktur aufweist: – eine siebte Halbleiterzone (129) vom ersten Leitungstyp (n), die an die zweite Halbleiterzone (12) und and die dritte Elektrode (93) angeschlossen ist.
  9. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 8, bei der das Halbleiterbauelement aufweist: – einen aktiven Bauelementbereich (100a), wobei die siebte Halbleiterzone (129) außerhalb des aktiven Bauelementbereichs (100a) angeordnet ist.
  10. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine erste Feldelektrode (961), die zwischen der zweiten Halbleiterzone (12) und der siebten Halbleiterzone (129) angeordnet ist, und die mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der zweiten Halbleiterzone (12) und gegenüber der siebten Halbleiterzone (129) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  11. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine zweite Feldelektrode (962), die zwischen der neunten Halbleiterzone (49) und der siebten Halbleiterzone (129) angeordnet und mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der neunten Halbleiterzone (49) und gegenüber der siebten Halbleiterzone (129) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  12. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – einen seitlichen Rand (103); und – eine dritte Feldelektrode (963), die zwischen dem seitlichen Rand (103) und der neunten Halbleiterzone (49) angeordnet und mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der neunten Halbleiterzone (49) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  13. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, die aufweist: – eine in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnete, strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) vom zweiten Leitungstyp (p); – eine zweite Potenzialsteuerstruktur, die (a) an die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, der strukturierten fünften Halbleiterzone (5) im sperrenden Zustand des Halbleiterbauelements ein elektrisches Potenzial zuzuführen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone (11) und dem elektrischen Potenzial der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) liegt, und/oder die (b) an die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) beim Einschalten des Halbleiterbauelements zu deren Entladung an ein elektrisches Potenzial (U5) anzuschließen, das zwischen dem elektrischen Potenzial der ersten Halbleiterzone (11) und dem elektrischen Potenzial der dritten Halbleiterzone (13) liegt.
  14. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 13, bei der die zweite Potenzialsteuerstruktur aufweist: – eine elfte Halbleiterzone (59) vom zweiten Leitungstyp (p), die an die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) angeschlossen ist; und – eine auf den Halbleiterkörper aufgebrachte vierte Elektrode (94).
  15. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 14, bei der die zweite Potenzialsteuerstruktur aufweist: – eine zehnte Halbleiterzone (229) vom ersten Leitungstyp (n), die an die zweite Halbleiterzone (12) und and die vierte Elektrode (94) angeschlossen ist.
  16. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 15, bei der das Halbleiterbauelement aufweist: – einen aktiven Bauelementbereich (100a), wobei die zehnte Halbleiterzone (229) außerhalb des aktiven Bauelementbereichs (100a) angeordnet ist.
  17. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 15 oder 16, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine vierte Feldelektrode (964), die zwischen der neunten Halbleiterzone (49) und der zehnten Halbleiterzone (229) angeordnet ist, und die mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der neunten Halbleiterzone (49) und gegenüber der zehnten Halbleiterzone (229) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  18. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine fünfte Feldelektrode (965), die zwischen der elften Halbleiterzone (59) und der zehnten Halbleiterzone (229) angeordnet ist, und die mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der elften Halbleiterzone (59) und gegenüber der zehnten Halbleiterzone (229) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  19. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine siebte Feldelektrode (967), die zwischen der neunten Halbleiterzone (49) und der elften Halbleiterzone (59) angeordnet ist, und die mittels eines Dielektrikums (26) gegenüber der neunten Halbleiterzone (49) und gegenüber der elften Halbleiterzone (59) elektrisch isoliert ist, und die sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in den Halbleiterkörper hinein erstreckt.
  20. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei der das Halbleiterauelement aufweist: – eine zweite Diode (82), deren Anode an die neunte Halbleiterzone (49) angeschlossen ist und deren Kathode an die elfte Halbleiterzone (59) angeschlossen ist.
  21. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei der die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) eine netzartige oder eine gitterartige Struktur aufweist.
  22. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) eine netzartige oder eine gitterartige Struktur aufweist.
  23. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) n-leitend und mit Arsen dotiert ist.
  24. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der der Halbleiterkörper zumindest eine n-dotierte zwölfte Halbleiterzone (120) aufweist, die durch einen mit Arsen dotierten und zwischen zwei Abschnitten (41, 42) der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) angeordneten Abschnitt der zweiten Halbleiterzone (12) gebildet ist.
  25. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Halbleiterbauelement als Diode ausgebildet ist, wobei die dritte Halbleiterzone (13) vom zweiten Leitungstyp (p) ist.
  26. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei der das Halbleiterbauelement aufweist: – einen aktiven Bauelementbereich (100a, 100b), in dem eine Transistorzellstruktur angeordnet ist, wobei die dritte Halbleiterzone (13) vom ersten Leitungstyp (n) ist.
  27. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 26, bei der das Halbleiterbauelement als Trenchtransistor ausgebildet ist, der aufweist: – zumindest eine Gateelektrode (95), die im aktiven Bauelementbereich in einen Graben angeordnet ist und sich in Richtung der ersten Halbleiterzone (11) in die zweite Halbleiterzone (12) hinein erstreckt; – eine Bodyzone (16) vom zweiten Leitungstyp (p); wobei: – die zweite Halbleiterzone (11) eine Drainzone ist; – die dritte Halbleiterzone (13) eine Sourcezone ist; – die Bodyzone (16) zwischen der zweiten Halbleiterzone (12) und der dritten Halbleiterzone (13) angeordnet ist.
  28. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 26 oder 27, bei der das Halbleiterbauelement als MOSFET ausgebildet ist, bei dem die erste Halbleiterzone (11) den ersten Leitungstyp (n) aufweist und höher dotiert ist als die zweite Halbleiterzone (12)
  29. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 27, bei der das Halbleiterbauelement als IGBT ausgebildet ist, bei dem die erste Halbleiterzone (11) den zweiten Leitungstyp (p) aufweist.
  30. Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen leitenden Zustand und einen sperrenden Zustand annehmen kann und das aufweist: – einen Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterzone (11), eine dritte Halbleiterzone (12), sowie eine zwischen der ersten Halbleiterzone (11) und der dritten Halbleiter zone (13) angeordnete, als Driftzone ausgebildete zweite Halbleiterzone (12) von einem ersten Leitungstyp umfasst; – eine in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnete, strukturierte vierte Halbleiterzone (4) von einem zum ersten Leitungstyp (n) komplementären zweiten Leitungstyp (p); und – einen Widerstand (80), der an die erste Halbleiterzone (11) und an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist.
  31. Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen leitenden Zustand und einen sperrenden Zustand annehmen kann und das aufweist: – einen Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterzone (11), eine dritte Halbleiterzone (13), sowie eine zwischen der ersten Halbleiterzone (11) und der dritten Halbleiterzone (13) angeordnete, als Driftzone ausgebildete zweite Halbleiterzone (12) von einem ersten Leitungstyp umfasst; – eine in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnete, strukturierte vierte Halbleiterzone (4) von einem zum ersten Leitungstyp (n) komplementären zweiten Leitungstyp (p); und – eine erste Diode (81), deren Anode an die dritte Halbleiterzone (13) und deren Kathode an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist.
  32. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 31 mit einem Widerstand (80), der an die erste Halbleiterzone (11) und an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist.
  33. Halbleiterbauelementanordnung mit einem aktiven Halbleiterbauelement, das einen leitenden Zustand und einen sperrenden Zustand annehmen kann und das aufweist: – einen Halbleiterkörper, der eine erste Halbleiterzone (11), eine dritte Halbleiterzone (13), sowie eine zwischen der ersten Halbleiterzone (11) und der dritten Halbleiter zone (13) angeordnete, als Driftzone ausgebildete zweite Halbleiterzone (12) von einem ersten Leitungstyp umfasst; – eine in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnete, strukturierte vierte Halbleiterzone (4) von einem zum ersten Leitungstyp (n) komplementären zweiten Leitungstyp (p); und – eine siebte Halbleiterzone (129) vom ersten Leitungstyp (n), die zum einen an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) und zum anderen an eine von der dritten Halbleiterzone (13) beabstandete, zwischen der dritten Halbleiterzone (13) und der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) angeordnete erste Stelle (128) der zweiten Halbleiterzone (12) elektrisch angeschlossen ist.
  34. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 33, bei der die vierte Halbleiterzone (4) bei sperrendem Halbleiterbauelement das elektrische Potenzial der ersten Stelle (128) aufweist.
  35. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 33 oder 34 mit einer dreizehnten Halbleiterzone (33) vom zweiten Leitungstyp (p), die an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist und mit der siebten Halbleiterzone (129) einen pn-Übergang ausbildet.
  36. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 35 mit einer vierzehnten Halbleiterzone (34) vom ersten Leitungstyp (n), die an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) angeschlossen ist und mit der dreizehnten Halbleiterzone (33) einen pn-Übergang ausbildet.
  37. Halbleiterbauelementanordnung nach einem der Ansprüche 33 bis 36 mit einer strukturierten fünften Halbleiterzone (5) vom zweiten Leitungstyp (p), die zwischen der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) der ersten Halbleiterzone (11) in der zweiten Halbleiterzone (12) angeordnet ist.
  38. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 37 mit einer zehnten Halbleiterzone (229) vom ersten Leitungstyp (n), die zum einen an die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) und zum anderen an eine von der dritten Halbleiterzone (13) beabstandete, zwischen der strukturierten vierten Halbleiterzone (4) und der strukturierten fünften Halbleiterzone (5) angeordnete zweite Stelle (228) der zweiten Halbleiterzone (12) angeschlossen ist.
  39. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 38, bei der die zehnte Halbleiterzone (229) bei sperrendem Halbleiterbauelement das elektrische Potenzial der zweiten Stelle (228) aufweist.
  40. Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 38 oder 39 mit einer zweiten Diode (82), deren Anode an die strukturierte vierte Halbleiterzone (4) und deren Kathode an die strukturierte fünfte Halbleiterzone (5) angeschlossen ist.
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