DE102009028049B3 - Leistungshalbleiterbauelement mit Potenzialsonde, Leistungshalbleiteranordnung mit einem eine Potenzialsonde aufweisenden Leistungshalbleiterbauelement und Verfahren zum Betrieb eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer Potenzialsonde - Google Patents

Leistungshalbleiterbauelement mit Potenzialsonde, Leistungshalbleiteranordnung mit einem eine Potenzialsonde aufweisenden Leistungshalbleiterbauelement und Verfahren zum Betrieb eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer Potenzialsonde Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper (1) und zwei Lastanschlüssen (21, 22). Weiterhin ist eine Potenzialsonde (3) vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, bei einer zwischen den beiden Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Spannung (V1-V2) ein an einem Abgreifort (4) des Halbleiterkörpers (1) vorliegendes elektrisches Zwischenpotenzial (V) des Halbleiterkörpers (1) abzugreifen, das zwischen den elektrischen Potenzialen (V1, V2) der beiden Lastanschlüsse (21, 22) liegt, das sich jedoch von einem jeden der elektrischen Potenziale (V1, V2) der beiden Lastanschlüsse (21, 22) unterscheidet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauelement. Leistungshalbleiterbauelemente werden häufig an hohen Spannungen betrieben. Dabei besteht in vielen Fällen das Interesse, die aktuell anliegende Spannung als Eingangsgröße für eine Steuer- oder Regelungselektronik verwenden zu können. Da eine derartige Steuer- oder Regelungselektronik zweckmäßigerweise nur für kleine Spannungen ausgelegt ist, muss die an dem Leistungshalbleiterbauelement anliegende Hochspannung zunächst in ein mit der Hochspannung korrespondierendes Signal umgesetzt werden, welches der Steuer- oder Regelungselektronik zugeführt werden kann.
  • Die Aufbereitung kann beispielsweise mittels eines resistiven Spannungsteiles erfolgen, was jedoch den Nachteil einer nicht zu vernachlässigenden Verlustleistung aufweist. Dieses Problem kann zwar durch den Einsatz von kapazitiven Spannungsteilern umgangen werden, allerdings kann die Spannungsaufteilung insbesondere bei am Spannungsteiler anliegender Gleichspannung aufgrund von Leckströmen driften, weshalb für eine definierte Entladung der Kapazitäten gesorgt werden muss, was jedoch mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
  • Aus der DE 100 63 135 A1 ist ein lateraler DMOS-Transistor bekannt, der sowohl für Draindurchbruchspannungen von mehr als 100 V als auch für die Leistungsverstärkung hoher Frequenzen ausgelegt ist. Der Transistor weise eine Pseudo-Drainzone auf, die zwischen der Sourcezone und der Drainzone angeordnet ist, sowie ein zwischen der Pseudo-Drainzone und der Drainzone angeordnetes, stark n-dotiertes Gebiet. Die Pseudo-Drainzone, das stark n-dotierte Gebiet und die Drainzone sind durch VLDD-Gebiete (very lightly doped drain) miteinander verbunden. Auf den Halbleiterkörper des Transistors ist außerdem eine Salizidblockerschicht aufgebracht. Auf den Halbleiterkörper ist eine Isolatorschicht aufgebracht, auf der oberhalb des stark n-dotierten Gebietes ein Metallring angeordnet ist, von dem ausgehend sich ein Kontaktfenster in Richtung des stark n-dotierten Gebietes erstreckt. Zwischen dem Kontaktfenster und dem stark n-dotierten Gebiet verläuft die Salizidblockerschicht.
  • Aus der DE 102 34 493 B3 ist ein MOSFET mit einer Spannungssense-Metallisierung bekannt, mittels der ein Potenzial im Halbleiterkörper abgegriffen wird, das zu einer zwischen Source und Drain anliegenden Hochspannung proportional ist. Die Spannungssense-Metallisierung weist Fortsätze auf, die sich in den Halbleiterkörper hinein erstrecken und dort über p-dotierte Wannen an die n-dotierte Driftzone angeschlossen sind. Eine ähnliche Anordnung zeigt auch die US 2006/0163652 A1 , wobei sich die Spannungssense-Metallisierung hier nicht in den Halbleiterkörper hinein erstreckt, sondern diesen an der Oberfläche im Bereich von p-dotierten Wannen kontaktiert, welche sich ausgehend von der Oberfläche des Halbleiterkörpers in die n-dotierten Driftzone hinein erstrecken.
  • Die DE 44 44 595 C2 beschreibt ein Spannungserfassungselement mit einem Halbleiterkörper, in dem eine n-dotierte Schicht auf einer p-dotierten Schicht angeordnet ist. In die n-dotierte Schicht voneinander beabstandete ein p-dotierter Diffusionsbereich und ein n-dotierter Diffusionsbereich eingebettet, von denen jeder an der Oberfläche des Halbleiterkörpers mit einer Elektrode versehen ist. Eine weitere Elektrode kontaktiert die p-dotierte Schicht. An die Elektroden der Diode, welche aus dem n-dotierten Diffusionsbereich, der n-dotierten Schicht und der p-dotierten Schicht gebildet wird, wird eine hohe Spannung angelegt. Außerdem wird zwischen die Elektroden der p-dotierten Schicht und des p-dotierten Diffusionsbereichs eine Konstantstromquelle angeschlossen. Hierdurch kann zwischen den Elektroden der p-dotierten Schicht und des p-dotierten Diffusionsbereichs eine gegenüber der hohen Spannung reduzierte Spannung abgegriffen werden, die mit der hohen Spannung korreliert.
  • Aus der JP 11-266016 A ist ein IGBT mit einer Gate-Elektrode bekannt, sowie mit einer weiteren Elektrode, die dazu dient, ein elektrisches Potenzial in der Driftzone zu erfassen. Die weitere Elektrode weist dieselbe Struktur auf wie die Gate-Elektrode. Zwischen der weiteren Elektrode und der Driftzone befindet sich eine isolierende Oxidschicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Leistungshalbleiterbauelement bereitzustellen, das es erlaubt, ohne separaten Spannungsteiler Rückschlüsse auf die am Bauelement anliegende Spannung zu ziehen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Leistungshalbleiteranordnung mit einem entsprechenden Leistungshalbleiterbauelement bereitzustellen, mit der es möglich ist, bei einem entsprechenden Leistungshalbleiterbauelement Rückschlüsse auf die an dem Leistungshalbleiterbauelement anliegende elektrische Spannung zu ziehen. Noch eine andere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb eines entsprechenden Leistungshalbleiterbauelements anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Leistungshalbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1, durch eine Leistungshalbleiteranordnung gemäß Patentanspruch 25 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß Patentanspruch 30 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Das nachfolgend näher erläuterte Leistungshalbleiterbauelement besitzt ein elektrisches Sperrvermögen von mehr als 30 V und weist einen Halbleiterkörper mit einer Driftzone auf, sowie zwei Lastanschlüsse und eine Potenzialsonde. Als elektrisches Sperrvermögen wird die Sperrspannung zwischen den beiden Lastanschlüssen angesehen, die das Bauelement halten kann ohne dass es zu einem Spannungsdurchbruch kommt. Die Potenzialsonde ist dazu ausgebildet, bei einer zwischen den beiden Lastanschlüssen anliegenden elektrischen Spannung ein an einem Abgreifort des Halbleiterkörpers vorliegendes elektrisches Zwischenpotenzial des Halbleiterkörpers abzugreifen. Das Zwischenpotenzial liegt zwischen den elektrischen Potenzialen der beiden Lastanschlüsse, unterscheidet sich jedoch von einem jedem dieser beiden Potenziale. Der Abgreifort ist so gewählt, dass sich das elektrische Potenzial der Potenzialsonde von mindestens einem der beiden an den Lastanschlüssen anliegenden elektrischen Potenzialen um höchstens 100 V unterscheidet, wenn zwischen den Lastanschlüssen die maximale Sperrspannung anliegt.
  • Dabei weist das Leistungshalbleiterbauelement die Merkmale auf, dass (a) der Abgreifort durch eine Kontaktfläche zwischen der Potenzialsonde und einem komplementär zur Driftzone dotierten Feldring gegeben ist, und der außerdem so gewählt ist, dass sich das elektrische Potenzial der Potenzialsonde um höchstens 30 V von mindestens einem der beiden an den Lastanschlüssen anliegenden elektrischen Potenzialen unterscheidet, wenn zwischen den Lastanschlüssen die maximale Sperrspannung anliegt, oder dass (b) die Potenzialsonde einen Abschnitt aufweist, der in einem in dem Halbleiterkörper ausgebildeten Kanal angeordnet ist, wobei zwischen diesem Abschnitt und der Seitenwand des Kanals ein Dielektrikum angeordnet ist, oder dass (c) sich der Abgreifort im Bereich einer als VLD-Struktur ausgebildeten Randabschlussstruktur des Leistungshalbleiterbauelements befindet, wobei im Bereich der Randabschlussstruktur eine Widerstandsschicht auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht ist, und wobei die Widerstandsschicht eine Aussparung aufweist, in der der der Abgreifort angeordnet ist.
  • Kombiniert man ein solches Leistungshalbleiterbauelement mit einer Erfassungseinheit, die mit der Potenzialsonde elektrisch leitend verbunden oder verbindbar ist, so ergibt sich eine Leistungshalbleiteranordnung, mittels der durch Auswertung des Zwischenpotenzials eine qualitative oder quantitative Aussage über die an dem Leistungshalbleiterbauelement anliegende Hochspannung getroffen werden kann, ohne dass es erforderlich ist, die gesamte am Leistungshalbleiterbauelement abfallende Hochspannung abzugreifen.
  • Beim Betrieb eines vorangehend erläuterten Leistungshalbleiterbauelements werden an dessen Lastanschlüsse unterschiedliche elektrische Potenziale angelegt. Mit Hilfe der Potenzialsonde wird ein Zwischenpotenzial abgegriffen, das zwischen den elektrischen Potenzialen liegt, die an den beiden Lastanschlüssen anliegen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Soweit nicht anders erwähnt, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente mit gleicher oder entsprechender Funktion.
  • 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Leistungshalbleiterbauelement, in dessen Halbleiterköper ein Kanal ausgebildet ist, in den sich eine Potenzialsonde hinein erstreckt, um ein elektrisches Potenzial abzugreifen, das am Ende des Kanals im Halbleiterkörper vorliegt;
  • 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein analog zu dem Leistungshalbleiterbauelement gemäß 1 aufgebautes Leistungshalbleiterbauelement, bei dem sich das Ende der Potenzialsonde weniger tief in den Halbleiterkörper erstreckt als der Haupt-pn-Übergang;
  • 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein analog zu den Leistungshalbleiterbauelementen gemäß den 1 und 2 aufgebautes Leistungshalbleiterbauelement, bei dem sich das Ende der Potenzialsonde am Hauptpn-Übergang befindet;
  • 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer Randabschlussstruktur, die eine Feldplatte umfasst, an der ein elektrischen Zwischenpotenzial abgegriffen wird;
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß 4;
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Leistungshalbleiterbauelements, auf dessen Halbleiterkörper im Randbereich eines pn-Übergangs eine Metallisierung des Halbleiterkörpers als Potenzialsonde zum Abgreifen eines elektrischen Zwischenpotenzials angeordnet ist; und
  • 7 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Leistungshalbleiterbauelement, das einen Randabschluss mit einer variablen lateralen Dotierung aufweist, in dessen Bereich der Abgreifort angeordnet ist.
  • 1 zeigt ein beispielhaft als IGBT ausgebildetes Leistungshalbleiterbauelement 100 mit einem Halbleiterkörper 1, der Silizium, Siliziumkarbid oder ein beliebiges anderes Halbleitermaterial als Grundmaterial aufweisen kann. Der Halbleiterkörper 1 weist eine Vorderseite 11 und eine der Vorderseite 11 gegenüberliegende Rückseite 12 auf. Das Leistungshalbleiterbauelement 100 umfasst zwei Lastanschlüsse 21 und 22, zwischen denen sich beim Betrieb des Leistungshalbleiterbauelements 100 zumindest in bestimmten Betriebsphasen ein Stromfluss von dem einen der Lastanschlüsse 21, 22 durch den Halbleiterkörper 1 hindurch zum anderen der Lastanschlüsse 22, 21 ausbildet. Dieser Stromfluss kann wie beispielsweise bei einem Transistor, einem MOSFET, einem IGBT oder einem J-FET mit Hilfe eines Steueranschlusses des Leistungshalbleiterbauelements 100 verändert werden. Bei anderen Bauelementen, wie beispielsweise einem Thyristor, kann der Strom z. B. durch elektrisches oder optisches Zünden des Bauelements 100 zumindest eingeschaltet werden. Andere geeignete Bauelemente, beispielsweise Dioden, besitzen keinen Steueranschluss. Je nach Art des Bauelements kann es sich bei den Lastanschlüssen 21, 22 um Drain- und Source-Elektroden, um Emitter- und Kollektorelektroden bzw. um Anoden- und Kathoden-Elektroden handeln, wobei die Zuordnung beliebig ist.
  • Bei der Anordnung gemäß der 1 ist das Leistungshalbleiterbauelement 100 beispielhaft als IGBT ausgebildet. Grundsätzlich könnte stattdessen jedoch auch ein beliebiges anderes, insbesondere eines der vorangehend erwähnten Leistungshalbleiterbauelemente, eingesetzt werden.
  • Zur Realisierung einer IGBT-Struktur weist der Halbleiterkörper 1 ausgehend von der Rückseite 12 aufeinander folgend einen stark p-dotierten Emitter 16, eine schwach n-dotierte Driftzone 15, eine stark p-dotierte Body-Zone 18 und eine stark n-dotierte Source-Zone 19 auf. Zwischen der Body-Zone 18 und der Drift-Zone 15/Feldstopzone 17 ist ein Haupt-pn-Übergang 73 ausgebildet. Der erste Lastanschluss 21 kontaktiert die Source-Zonen 19 an der Vorderseite 11, der Lastanschluss 22 den p-Emitter an der Rückseite 12. Als Haupt-pn-Übergang eines Bauelements im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der pn-Übergang des Bauelements verstanden, über den im leitenden Zustand der Laststrom des Bauelementes fließt und an dem sich im Sperrzustand des Bauelements eine breite Raumladungszone ausbildet, durch ein Laststrom unterbunden wird. Beispielswiese ist der Haupt-pn-Übergang bei einer Diode zwischen einer p-dotierten Anodenzone und einer n-dotierten Kathodenzone ausgebildet, bei einem Thyristor zwischen einer p-dotierten Basis und einer n-dotierten Basis.
  • Zur Steuerung eines Stroms zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 ist eine Gate-Elektrode 41 vorgesehen, die mittels eines Dielektrikums 42 gegenüber dem Halbleiterkörper 1 und gegenüber den Lastanschlüssen 21, 22 elektrisch isoliert ist.
  • Wird beim Betrieb des Bauelements 100 an den ersten Lastanschluss 21 ein erstes elektrischen Potenzial V1 angelegt, und an den zweiten Lastanschluss 22 ein zweites elektrisches Potenzial V2, welches sich von dem ersten elektrischen Potenzial V1 unterscheidet, so bildet sich im Halbleiterkörper 1 ein elektrisches Feld aus, welches anhand von Äquipotenzialflächen, denen jeweils ein bestimmtes elektrisches Potenzial zugeordnet werden kann, beschrieben werden kann. Die diesen Äquipotenzialflächen zugeordneten elektrischen Potenziale liegen zwischen den elektrischen Potenzialen V1 und V2. Die Potenziale V1 und V2 werden nur an der Vorderseite 11 bzw. an der Rückseite 12 des Halbleiterkörpers 1 erreicht. Ein elektrisches Potenzial des Halbleiterkörpers 1, welches sich von den an den Lastanschlüssen 21, 22 anliegenden Potenzialen V1 bzw. V2 unterscheidet, das jedoch zwischen diesen Potenzialen V1 und V2 liegt, wird nachfolgend als Zwischenpotenzial VZ bezeichnet.
  • Die vorliegende Erfindung sieht vor, ein solches Zwischenpotenzial VZ abzugreifen und die Tatsache auszunutzen, dass ein Zusammenhang zwischen dem Zwischenpotenzial VZ und den an den Lastanschlüssen 21, 22 anliegenden elektrischen Potenzialen V1 bzw. V2 besteht. Somit lässt die Ermittlung des Zwischenpotenzials VZ eine quantitative oder zumindest qualitative Aussage über die zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 abfallende Spannung V1 – V2 zu. Voraussetzung ist, dass das Zwischenpotenzial VZ in Bezug ein anderes geeignetes elektrisches Potenzial des Bauelements 100 ermittelt wird. Als Bezugspotenzial kann hierzu beispielsweise das Potenzial V1 des ersten Lastanschlusses 21 oder das Potenzial V2 des zweiten Lastanschlusses 22 verwendet werden.
  • Bei der Anordnung gemäß 1 ist zum Abgreifen des Zwischenpotenzials VZ eine Potenzialsonde 3 vorgesehen, welche einen Abschnitt 31 aufweist, der in einem in dem Halbleiterkörper 1 ausgebildeten Kanal angeordnet ist, um ein an einem Abgreifort 4 des Halbleiterkörpers 1 vorliegendes Zwischenpotenzial VZ abzugreifen. Hierzu können sich der Kanal und der Abschnitt 31 beispielweise im Wesentlichen senkrecht zur Vorderseite 11 in den Halbleiterkörper 1 hinein erstrecken. Der Abgreifort 4 befindet sich an der tiefsten Stelle des Kanals. In seitlicher Richtung ist der Abschnitt 31 mittels eines Dielektrikums 14a gegenüber dem Halbleiterkörper 1 isoliert, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Abschnitt 31 und dem Halbleiterkörper 1 nur am unteren Ende des Kanals, d. h. am Abgreifort 4, besteht.
  • Um das Zwischenpotenzial VZ, beispielsweise mittels einer Erfassungseinheit 6, erfassen zu können, weist die Potenzialsonde 3 einen Bondpad 32 auf, auf den ein Bonddraht 7 gebondet ist, der elektrisch leitend mit der Erfassungseinheit 6 verbunden oder verbindbar ist. Der Bondpad 32 kann beispielsweise eine Grundfläche von wenigstens 50 μm × 50 μm aufweisen. Die in 1 gezeigt Verbindung zwischen dem Bonddraht 7 und der Erfassungseinheit 6 ist lediglich schematisch zu verstehen, d. h. der Bonddraht 7 muss nicht wie gezeigt unmittelbar an die Erfassungseinheit 6 angeschlossen sein. Um den Bondpad 32 gegenüber der Vorderseite 11 des Halbleiterkörpers 1 elektrisch zu isolieren, ist außerdem ein Dielektrikum 14b zwischen dem Bondpad 32 und dem Halbleiterkörper 1 angeordnet.
  • Während die Potenzialdifferenz zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 bei leitendem Bauelement 100 typischerweise nur wenige Volt beträgt, die ohne Weiteres mit einer herkömmlichen Niederspannungselektronik ausgewertet werden können, kann diese Potenzialdifferenz im Sperrzustand des Bauelements 100 einige 100 V, einige 1000 V, oder sogar mehr als 10.000 V betragen. Abhängig von seiner Auslegung weist das Bauelement 100 eine maximal zulässige Sperrspannung auf. Wird diese überschritten, so kann das Bauelement 100 beschädigt oder zerstört werden. Dies kann durch die Überwachung des an dem Abgreifort 4 vorliegenden Zwischenpotenzials VZ vermieden werden, indem zunächst aus dem ermitteltem Zwischenpotenzial VZ quantitativ oder qualitativ auf die zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 anliegende Potenzialdifferenz V1 – V2 geschlossen wird und – falls eine Überschreitung einer maximal zulässigen, zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 anliegenden Spannung vorliegt oder zu erwarten ist – Maßnahme ergriffen werden, die zu einer Reduzierung oder zum Abschalten der zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 anliegenden Spannung führen.
  • Eine solche Maßnahme kann beispielsweise darin bestehen, das die Erfassungseinheit 6 und das Zwischenpotenzial VZ bewertet und bei einer vorliegenden oder zu erwartenden Überschreitung der maximal zulässigen Sperrspannung zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 das Bauelement 100 ganz oder zumindest teilweise aufsteuert, d. h. die Leitfähigkeit des Bauelements 100 erhöht. Hierzu kann die Erfassungseinheit 6 einen Ausgang 62 aufweisen, der mit einem Steueranschluss 41 des Bauelements 100 gekoppelt oder koppelbar ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Steueranschluss eine Gate-Elektrode 41. Bei anderen Bauelementen kann ein solcher Steueranschluss beispielsweise als Basisanschluss oder als Triggerelektrode ausgebildet sein. Ebenso ist es jedoch möglich, anstelle einer Steuerelektrode eine beliebige andere Steuereinrichtung, beispielsweise eine lichtzündbare Struktur, vorzusehen.
  • Insbesondere bei einem vertikalen Leistungshalbleiterbauelement 100, wie es in 1 gezeigt ist, kann eine Potenzialsonde 3 mit einem Abschnitt 31, der sich in einen in den Halbleiterkörper 1 eingebrachten Kanal erstreckt, problemlos eingesetzt werden. Abhängig von der maximal zulässigen Sperrspannung zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 und der Geometrie und den Dotierungen der verschiedenen Halbleiterzonen 15, 16, 17, 18, 19 des Halbleiterbauelements 100 kann eine Begrenzung des mit der Potenzialsonde 3 maximal zu erfassenden Zwischenpotenzials VZ auf einen Wert, der mit einer üblichen Niederspannungselektronik ohne weiteres erfasst werden kann, auf einfache Weise durch die Tiefe des Kanals und die dadurch bestimmte Lage des Abgreiforts 4 eingestellt werden.
  • Durch geeignete Wahl der Lage des Abgreiforts 4 kann erreicht werden, dass sich das Zwischenpotenzial VZ bei einer zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 anliegenden maximal zulässigen Sperrspannung vom Potenzial V1 des ersten Lastanschlusses 21 und/oder vom Potenzial des zweiten Lastanschlusses 22 um nicht mehr als ein vorgegebener Wert, beispielsweise 30 V, unterscheidet, und damit auf einfache Weise durch eine Erfassungseinheit 6 erfasst werden kann, die mit konventioneller Niederspannungselektronik realisiert ist und die die Potenzialdifferenz zwischen dem Zwischenpotenzial VZ und dem Potenzial V1 und/oder V2 erfasst.
  • Beider Anordnung gemäß 1 erstreckt sich die Potenzialsonde ausgehend von der Vorderseite 11 in den Halbleiterkörper 1 hinein. Abweichend davon oder alternativ dazu kann sich eine Potenzialsonde 3 jedoch auf entsprechende Weise auch von der Rückseite 12 oder von einem seitlichen Rand des Halbleiterkörpers 1 in den Halbleiterkörper 1 hinein erstrecken. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 befindet sich der Abgreifort 4 in der Driftzone 15. Grundsätzlich kann sich der Abgreifort 4 jedoch auch in einer beliebigen anderen Halbleiterzone 16, 17 oder 18 befinden.
  • Bei der Anordnung gemäß 1 befindet sich der Abgreifort 4, der vom Haupt-pn-Übergang 73 beabstandet ist, in der an den Haupt-pn-Übergang 73 angrenzenden Body-Zone 18. Wie in 2 gezeigt ist, kann sich der Abgreifort 4, wenn er vom Haupt-pn-Übergang 73 beabstandet ist, auch in der an den Haupt-pn-Übergang 73 angrenzenden Driftzone 15 befinden. Bei einer anderen, in 3 gezeigten Ausgestaltung kann sich der Abgreifort direkt am Haupt-pn-Übergang 73 befinden.
  • Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 4 einen Vertikalschnitt durch einen seitlichen Randabschnitt einer Diode. Deren Halbleiterkörper 1 weist eine schwach n-dotierte Driftzone 15 auf, in die eine stark p-dotierte Zone 72 eingebettet ist und die sich ausgehend von der Vorderseite 11 des Halbleiterkörpers 1 in diesen hinein erstreckt. Die stark p-dotierte Zone 72 bildet mit der Driftzone 15 einen Haupt-pn-Übergang 73.
  • Um bei sperrendem Bauelement 100 das von diesem pn-Übergang 73 ausgehende elektrische Feld möglichst gleichmäßig abzubauen und eine unzulässige Feldüberhöhung insbesondere an der Vorderseite 11 des Halbleiterköpers 1 zu verhindern, ist eine Randstruktur mit Feldplatten 23, 24, 25 vorgesehen, die zwischen dem ersten Lastanschluss 21 und dem seitlichen Rand 13 des Halbleiterkörpers 1 auf dessen Vorderseite 11 aufgebracht sind. Zum elektrischen Anschluss der Feldplatten 23, 24, 25 ist jeweils ein komplementär zu der Driftzone 15 dotierter Feldring 53, 54 bzw. 55 vorgesehen, der sich bis zur Vorderseite 11 erstreckt und dort elektrisch an die betreffende Feldplatte 23, 24 bzw. 25 angeschlossen ist. Die Feldplatten 23, 24, 25 sind außerdem mittels eines Dielektrikums 83, 84 bzw. 85 gegenüber der Driftzone 15 elektrisch isoliert. Die Feldplatten 23, 24, 25 sind elektrisch leitend und können z. B. aus Metall oder polykristallinem Halleitermaterial bestehen.
  • Im Sperrzustand des Bauelements 100 liegt jede der Feldplatten 23, 24, 25 auf einem elektrischen Potenzial, das sich vom elektrischen Potenzial V1 des ersten Lastanschlusses 21, vom elektrischen Potenzial V2 des zweiten Lastanschlusses 22, sowie von den elektrischen Potenzialen der anderen Feldplatten 23, 24, 25, unterscheidet. Jedes der elektrischen Potenziale der Feldplatten 23, 24, 25 stellt somit ein Zwischenpotenzial im Sinne der vorliegenden Erfindung dar. Bei dem Bauelement 100 gemäß 4 wird beispielhaft das Potenzial der dem ersten Lastanschluss 21 nächstliegenden Feldplatte 23 als Zwischenpotenzial VZ verwendet. Die Feldplatte 23 dient somit als Potenzialsonde 3. Der Abgreifort 4 ist durch die Kontaktfläche zwischen dem Feldring 23 und dem Feldring 53 gegeben.
  • Um ein Zwischenpotenzial VZ eines Bauelements 100 einer Erfassungseinheit 6 zuzuführen, ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Potenzialsonde 3 und der Erfassungseinheit 6 erforderlich, die beispielhaft mittels eines Bonddrahtes 7 erfolgen kann, welcher auf die Potenzialsonde 3 gebondet ist.
  • In der Draufsicht auf die Vorderseite 11 gemäß 5 ist zu erkennen, dass die Potenzialsonde 3 hierzu einen Bondpad 32 aufweist, der in die Feldplatte 23 integriert ist. Die Feldplatte 23 ist zu diesem Zweck in lateraler Richtung lokal verbreitert.
  • Bei dem Beispiel gemäß den 4 und 5 könnte das Zwischenpotenzial VZ nicht nur von der Feldplatte 23, sondern bei Bedarf auch von jeder der anderen Feldplatten 24 oder 25 auf entsprechende Weise, z. B. mittels eines Bonddrahtes, abgegriffen werden. Ebenso kann vorteilhafterweise mit Hilfe einer Feldplattenkonstruktion das Potenzial im Randbereich direkt am Ort des pn-Überganges abgegriffen werden. Im Übrigen kann eine Feldplattenstruktur abweichend von den anhand der 4 und 5 erläuterten Beispielen anstelle der gezeigten drei Feldplatten 23, 24, 25 auch nur eine, zwei oder mehr als drei Feldplatten aufweisen, von denen jede wie erläutert als Potenzialsonde eingesetzt werden kann, sofern das an ihr zu erwartende Zwischenpotenzial VZ eine geeignete Größe aufweist. Eine Feldplattenstruktur kann außerdem nicht nur bei Dioden sondern auch bei anderen Bauelementen eingesetzt werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde zur Herstellung einer Potenzialsonde 3 ein Bondpad 32 in eine Feldplattenstruktur des Bauelements 100 integriert. Grundsätzlich ist eine Potenzialsonde 3 zum Abgreifen eines Zwischenpotenzials VZ mittels eines Bondpads 32 jedoch nicht an das Vorhandensein einer Feldplattenstruktur 23, 24, 25 gebunden. Ein Beispiel hierfür zeigt eine Abwandlung des Bauelements gemäß den 4 und 5, bei dem keine Feldplattenstruktur vorgesehen ist. Hier ist lediglich eine als metallischer Bondpad 32 ausgebildete Potenzialsonde 3 auf die Vorderseite 11 des Halbleiterkörpers 1 zwischen den ersten Lastanschluss 21 und den seitlichen Rand 13 des Halbleiterkörpers 1 auf die Vorderseite 11 aufgebracht. Insbesondere ist eine solche Konstruktion vorteilhaft, wenn der Spannungsabfall über den Randbereich mit Hilfe einer schwach leitfähigen Schicht symmetrisiert wird (z. B. mit einer a-C:H-Abdeckung). In diesem Falle entspräche das Zwischenpotenzial VZ dem des resistiven Spannungsteilers der Randkonstruktion am Abgreifort.
  • Ebenso wäre es außerdem möglich, bei einem Bauelement mit Feldplattenstruktur einen einfachen Bondpad 32, der nicht als ringförmige, den ersten Lastanschluss 21 umgebende Feldplatte ausgebildet ist, als Potenzialsonde zwischen benachbarten Feldringen oder zwischen den ersten Lastanschluss 21 und die dem ersten Lastanschluss 21 nächstgelegene Feldplatte, oder zwischen die vom ersten Lastanschluss 21 am weitesten beabstandeten Feldplatte und den seitlichen Rand 13 des Halbleiterkörpers 1 auf den Halbleiterkörper 1 aufzubringen.
  • 7 zeigt wie 4 eine Diode, deren Randabschluss jedoch keine Feldring-Feldplattenstruktur (53, 54, 55, 23, 24, 25 in 4) aufweist, sondern einen VLD-Randabschluss (VLD = Variable Lateral Doping), d. h. einen Randabschluss, in dem die Netto-Dotierstoffkonzentration ND der Driftzone 15 ausgehend vom Haupt-pn-Übergang 73 in lateraler Richtung r hin zum seitlichen Rand 13 des Halbleiterkörpers 1 zumindest abschnittweise monoton oder streng monoton abnimmt, was anhand eines unten in 7 gezeigten beispielhaften Verlaufs der Netto-Dotierstoffkonzentration ND veranschaulicht ist. Um unerwünschte Spannungsspitzen an der Vorderseite 11 des Halbleiterkörpers 1 zu vermeiden, ist im Randbereich auf die Vorderseite 11 eine Widerstandsschicht 90 aufgebracht. Eine solche Widerstandsschicht 90 kann beispielsweise eine Leitfähigkeit von weniger als 10–7 S aufweisen. Weiterhin kann eine solche Widerstandsschicht 90 z. B. als a-C:H Schicht ausgebildet sein, also als wasserstoffdotierte amorphe Kohlenstoffschicht. Eine solche Widerstandsschicht 90 kann mit einem definierten elektrischen Widerstand hergestellt werden und somit als Spannungsteiler wirken. In einer Aussparung einer solchen Widerstandsschicht 90 kann der Abgreifort 4 einer Potenzialsonde, beispielsweise in Form eines Bondpads 32, angeordnet sein. Das am Abgreifort 4 vorliegende Zwischenpotenzial Vz hängt von der Ausgestaltung der Widerstandsschicht 90 ab kann durch diese gezielt beeinflusst werden. So können der spezifische elektrische Widerstand und/oder eine Dicke der Widerstandsschicht 90 an die Erfordernisse angepasst werden. Der spezifische elektrische Widerstand und/oder die Dicke der Widerstandsschicht 90 können, unabhängig voneinander, konstant oder veränderlich gewählt werden.
  • Im Sperrzustand eines bipolaren Bauelements 100, wie es vorangehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 erläutert wurde, bildet sich am Haupt-pn-Übergang 73 eine Raumladungszone. Die Breite dieser Raumladungszone steigt mit zunehmender Sperrspannung. Außerhalb der Raumladungszone weist das elektrische Feld im Halbleiterkörper 1 nur einen sehr geringen Gradienten auf, d. h. dort ändert sich das elektrische Potenzial verglichen mit der Änderung des elektrischen Potenzials innerhalb der Raumladungszone nur minimal. Ist der Abgreifort 4 beispielsweise wie in den 1 und 2 gezeigt vom Haupt-pn-Übergang 73 beabstandet, so bildet sich beim Anlegen einer sehr kleinen Sperrspannung zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 zunächst eine sehr schmale Raumladungszone aus, die zunächst den Abgreifort 4 noch nicht erfasst. Daher ändert sich auch das von der Potenzialsonde 3 erfasste Zwischenpotenzial VZ kaum.
  • Eine signifikante Änderung des Zwischenpotenzials VZ erfolgt erst, wenn die Raumladungszone mit steigender Sperrspannung den Abgreifort 4 erfasst. Somit ist es, falls mit der Potenzialsonde 3 auch kleinere Potenzialdifferenzen zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 erfasst werden sollen, vorteilhaft, den Abgreifort 4 sehr nahe am oder unmittelbar auf dem Hauptpn-Übergang 73 anzuordnen.
  • Falls es nur darauf ankommt, höhere Potenzialdifferenzen zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 zu erfassen, beispielsweise um das Bauelement 100 gegen eine drohende Überspannung zu schützen, kann auch ein größerer Abstand zwischen dem Abgreifort 4 und dem Haupt-pn-Übergang 73 ausreichend sein.
  • Unabhängig davon, an welcher Stelle eines bipolaren Bauelements 100 der Abgreifort 4 der Potenzialsonde 3 platziert wird (z. B. wie in den 1 bis 3 vertikal im Halbleiterkörper 1 vergraben oder z. B. wie in den 4 bis 7 gezeigt im Randbereich an der Vorderseite 11 des Halbleiterkörpers 1), sind folgende Überlegungen entscheidend für die Auslegung des Bauelementes 100 im Bereich des Abgreifortes 4. Wird die Potenzialsonde wie oben beispielhaft erläutert genau an der Stelle des pn-Übergangs 73 positioniert, so wird, bezogen auf den Lastanschluss 21 und/oder den Lastanschluss 22, für jede von Null verschiedene zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22 anliegende externe Sperrspannung V2 – V1, eine Spannung Vz – V1 bzw. V2 – Vz gemessen, die in erster Näherung proportional zur Spannung V2 – V1. Der Proportionalitätsfaktor ist durch die Dotierstoffkonzentrationen der Halbleitergebiete bestimmt, zwischen denen der Haupt-pn-Übergang 73 ausgebildet ist. In erster Näherung gilt:
    Figure 00170001
    wobei N21 und N22 die Netto-Dotierstoffkonzentrationen der Halbleitergebiete sind, zwischen denen der Haupt-pn-Übergang 73 ausgebildet ist, und wobei dasjenige dieser Halbleitergebiete, das vom ersten Lastanschluss 21 geringer beabstandet ist, die Netto-Dotierstoffkonzentration N1 und das andere die Netto-Dotierstoffkonzentrationen N2 aufweist.
  • Die niedrigere der beiden Netto-Dotierstoffkonzentrationen ist bestimmend für das Sperrvermögen des Bauelementes 100. Wird das Zwischenpotenzial Vz bezogen auf den der höheren Netto-Dotierstoffkonzentration zugewandten der Lastanschlüsse 21 oder 22 (in den 1 bis 4 und 7 wegen der im Vergleich zur Driftzone 15 höheren Netto-Dotierstoffkonzentration der Body-Zone 18 bzw. der stark p-dotierte Zone 72 der erste Lastanschluss 21) gemessen, so kann durch geeignete Wahl der Netto-Dotierstoffkonzentration der Halbleiterzone mit der höheren Netto-Dotierstoffkonzentration somit die maximale Potenzialdifferenz Vz – V1 z. B. auf 100 V oder auf 50 V oder auf 30 V limitiert werden.
  • Eine solche Limitierung kann auch im Falle einer Konstruktion mit einer Feldstopschicht 17, wie sie z. B. in den 1 bis 3 gezeigt ist (d. h. z. B. eine Schichtfolge mit einer p/n–/n+-Struktur) erreicht werden, nur geht die Proportionalität von Vz – V1 zur äußeren Spannung V2 – V1 durch den Feldeingriff der Feldstopschicht 17 verloren.
  • Wird der Abgreifort 4 der Potenzialsonde 3 beabstandet vom Ort des Haupt-pn-Übergangs 73 positioniert, so ergibt sich bezogen auf denjenigen der beiden Lastanschlüsse 21, 22, der in derjenigen der den Haupt-pn-Übergang 73 bildenden Halbleiterzone angeordnet ist, in der der Abgreifort 4 lokalisiert ist, eine Grenzspannung (V2 – V1) min, unterhalb der (nahezu) keine Potenzialdifferenz Vz – Vi gemessen wird. Auf diese Weise kann durch geeignete Wahl der Lage des Abgreifortes 4 erreicht werden, dass erst oberhalb einer zwischen den beiden Lastanschlüssen 21 und 22 anliegenden Grenzspannung eine signifikant von Null verschiedenes Potenzialdifferenz vorliegt. Diese Grenzspannung entspricht der Spannung zwischen den Lastanschlüssen 21 und 22, bei der die Raumladungszone den Abgreifort 4 erreicht.
  • Wie vorangehend erläutert wurde, kann das am Abgreifort 4 einer Potenzialsonde vorliegende Zwischenpotenzial Vz von der Netto-Dotierstoffkonzentration der beteiligten Halbleitergebiete des Halbleiterkörpers 1 abhängen, bei bipolaren Bauelementen 100 insbesondere von den Netto-Dotierstoffkonzentrationen der den Haupt-pn-Übergang 73 ausbildenden Halbleitergebiete 15 und 18 bzw. 72. Um prozessbedingte Schwankungen bei der Herstellung des Bauelementes auszugleichen, kann die Netto-Dotierstoffkonzentration in allen oder einigen dieser Halbleitergebiete nachträglich angepasst werden. Hierzu können beispielsweise Protonen in den Halbleiterkörper 1 implantiert werden. Hierdurch kann die Netto-Dotierstoffkonzentration im Implantationsgebiet mittels einer nachfolgenden Temperung des Halbleiterkörpers 1 bei einer geeigneten Temperatur verändert werden.
  • Bei allen Ausgestaltungen der Erfindung kann der Abgreifort von den beiden Lastanschlüssen 21 und 22 beabstandet sein. Beispielsweise kann der Abstand zwischen dem Abgreifort 4 und einem jeden der beiden Lastanschlüsse 21 und 22 größer sein als 2 μm. Weiterhin kann der Abstand zwischen dem Abgreifort 4 und zumindest einem der beiden Lastanschlüsse 21, 22 kleiner sein als 100 μm. Die Potenzialsonde 3 kann eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die z. B. von größer als 10 μS sein kann.
  • Das Prinzip der Erfindung wurde vorangehend anhand von konkreten Beispielen erläutert. Abwandlungen sind selbstverständlich möglich. Insbesondere kann ein Halbleiterbauelement anstelle von nur genau einer Potenzialsonde auch zwei oder mehr Potenzialsonden aufweisen. Dabei können innerhalb eines Halbleiterbauelements Potenzialsonden verschiedenen Typs beliebig miteinander kombiniert eingesetzt werden. Im Fall von wenigstens zwei Potenzialsonden kann auf die zwischen den Lastanschlüssen anliegende Potenzialdifferenz V2 – V1 auch dadurch rückgeschlossen werden, dass die Differenz zwischen den Zwischenpotenzialen zweier Potenzialsonden ermittelt wird.

Claims (32)

  1. Leistungshalbleiterbauelement, das ein elektrisches Sperrvermögen von mehr als 30 V aufweist, mit – einem Halbleiterkörper (1), in dem eine Driftzone (15) ausgebildet ist; – zwei Lastanschlüssen (21, 22); – einer Potenzialsonde (3), die dazu ausgebildet ist, bei einer zwischen den beiden Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Spannung (V1 – V2) ein an einem Abgreifort (4) des Halbleiterkörpers (1) vorliegendes elektrisches Zwischenpotenzial (VZ) des Halbleiterkörpers (1) abzugreifen, das zwischen den elektrischen Potenzialen (V1, V2) der beiden Lastanschlüsse (21, 22) liegt, das sich jedoch von einem jeden der elektrischen Potenziale (V1, V2) der beiden Lastanschlüsse (21, 22) unterscheidet, wobei der Abgreifort (4) so gewählt ist, dass sich das elektrische Potenzial (VZ) der Potenzialsonde (3) von mindestens einem der beiden an den Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Potenzialen (V1, V2) um höchstens 100 V unterscheidet, wenn zwischen den Lastanschlüssen (21, 22) die maximale Sperrspannung anliegt, wobei das Leistungshalbleiterbauelement eines der folgenden Merkmale aufweist, dass: (a) der Abgreifort (4) durch eine Kontaktfläche zwischen einem komplementär zur Driftzone (15) dotierten Feldring (53) gegeben ist und außerdem so gewählt ist, dass sich das elektrische Potenzial (VZ) der Potenzialsonde (3) um höchstens 30 V von mindestens einem der beiden an den Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Potenzialen (V1, V2) unterscheidet, wenn zwischen den Lastanschlüssen (21, 22) die maximale Sperrspannung anliegt; oder (b) die Potenzialsonde (3) einen Abschnitt (31) aufweist, der in einem in dem Halbleiterkörper (1) ausgebildeten Kanal angeordnet ist, wobei zwischen diesem Abschnitt (31) und der Seitenwand des Kanals ein Dielektrikum (14a) angeordnet ist, so dass der Abschnitt (31) den Halbleiterkörper (1) nur am unteren Ende des Kanals kontaktiert; oder (c) sich der Abgreifort (4) im Bereich einer als variable laterale Dotierung (VLD-Struktur) ausgebildeten Randabschlussstruktur des Leistungshalbleiterbauelements befindet, wobei im Bereich der Randabschlussstruktur eine Widerstandsschicht (90) auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) aufgebracht ist, und wobei die Widerstandsschicht (90) eine Aussparung aufweist, in der der Abgreifort (4) angeordnet ist.
  2. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem der Abgreifort (4) von einem jeden der Lastanschlüsse (21, 22) beabstandet ist.
  3. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 2, bei dem der Abstand zwischen dem Abgreifort (4) und einem jeden der beiden Lastanschlüsse (21, 22) größer ist als 2 μm.
  4. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem der Abstand zwischen dem Abgreifort (4) und zumindest einem der beiden Lastanschlüsse (21, 22) kleiner ist als 100 μm.
  5. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Lastanschlüsse (21, 22) als Metallisierungsschichten oder als polykristalline Halbleiterschichten ausgebildet sind.
  6. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorängehenden Ansprüche, bei dem die Lastanschlüsse (21, 22) ein Paar mit einem Source- und einem Drainanschluss oder mit einem Emitter- und eine Kollektoranschluss oder mit einem Anoden- und einem Kathodenanschluss bilden.
  7. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Potenzialsonde (3) eine elektrische Leitfähigkeit von größer als 10 μS aufweist.
  8. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das das Merkmal (b) aufweist, und bei dem in dem Halbleiterkörper (1) – eine erste Halbleiterzone (18, 72) eines ersten Leitungstyps (p+) angeordnet ist, die an den ersten Lastanschluss (21) ohmsch angeschlossen ist; – eine zweite Halbleiterzone (15) eines zum ersten Leitungstyp (p+) komplementären zweiten Leitungstyps (n–) angeordnet ist, die an den zweiten Lastanschluss (22) ohmsch angeschlossen ist; angeordnet sind, und das einen bipolaren Haupt-pn-Übergang (73) aufweist, der zwischen der ersten Halbleiterzone (18, 72) und der zweiten Halbleiterzone (15) ausgebildet ist.
  9. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 8, bei dem die erste Halbleiterzone (18, 72) p-leitend und die zweite Halbleiterzone (15) n-leitend ist.
  10. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 8, bei dem die erste Halbleiterzone (18, 72) n-leitend und die zweite Halbleiterzone (15) p-leitend ist.
  11. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Abgreifort (4) auf dem Haupt-pn-Übergang (73) angeordnet ist.
  12. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Abgreifort (4) vom Haupt-pn-Übergang (73) beabstandet ist.
  13. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 12, bei dem der Abgreifort (4) in der ersten Halbleiterzone (18, 72) angeordnet ist.
  14. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 12, bei dem der Abgreifort (4) in der zweiten Halbleiterzone (15) angeordnet ist.
  15. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das das Merkmal (b) aufweist, und bei dem sich der Abgreifort (4) an der tiefsten Stelle des Kanals befindet.
  16. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 15, bei dem der Abschnitt (31) der Potenzialsonde (3) aus polykristallinem Halbleitermaterial oder aus Metall gebildet ist.
  17. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem sich der Abgreifort (4) im Bereich einer Randabschlussstruktur (23, 24, 25, 53, 54, 55) des Leistungshalbleiterbauelements befindet.
  18. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 17, das das Merkmal (a) aufweist, wobei die Randabschlussstruktur (23, 24, 25, 53, 54, 55) eine Feldplatte (23) aufweist, und wobei der Abgreifort (4) durch eine Kontaktfläche gegeben ist, an der die Feldplatte (53) den Halbleiterkörper (1) kontaktiert.
  19. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 18, bei dem die Potenzialsonde (3) einen Bondpad (32) umfasst, der in die Feldplatte (23) integriert ist, und der durch eine lokale Verbreiterung der Feldplatte (23) gegeben ist.
  20. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, das das Merkmal (c) aufweist, wobei die Widerstandsschicht (90) bezogen auf die Hauptanschlüsse V1 und V2 eine Leitfähigkeit von weniger als 10–7 S aufweist.
  21. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 oder 20, das das Merkmal (c) aufweist, und bei dem die Widerstandsschicht (90) als a-C:H Schicht ausgebildet ist.
  22. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Potenzialsonde (3) einen auf dem Halbleiterkörper (1) angeordneten Bondpad (32) umfasst, wobei zwischen dem Bondpad (32) und dem Halbleiterkörper (1) eine Dielektrikumsschicht (14b) angeordnet ist.
  23. Leistungshalbleiterbauelement gemäß Anspruch 19, bei dem der Bondpad (32) eine Grundfläche von wenigstens 50 μm × 50 μm aufweist.
  24. Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das als vertikales Halbleiterbauelement ausgebildet ist.
  25. Leistungshalbleiteranordnung umfassend: – ein Leistungshalbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; und – ein elektrisches Anschlusselement (7), das elektrisch leitend mit der Potenzialsonde (3) verbunden ist.
  26. Leistungshalbleiteranordnung gemäß Anspruch 25, bei dem das elektrische Anschlusselement (7) als Bonddraht ausgebildet ist.
  27. Leistungshalbleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26 mit einer Erfassungseinheit (6), die mit der Potenzialsonde (3) elektrisch leitend verbunden oder verbindbar ist.
  28. Leistungshalbleiteranordnung gemäß Anspruch 27, bei der zumindest einer der Lastanschlüsse (21, 22) elektrisch leitend mit der Erfassungseinheit (6) verbunden oder verbindbar ist.
  29. Leistungshalbleiteranordnung gemäß Anspruch 27 oder 28, bei dem die Erfassungseinheit (6) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Potenzialdifferenz (V1 – VZ) zwischen dem elektrischen Potenzial (V1) eines der Lastanschlüsse (21) und dem Zwischenpotenzial (VZ) einen Steuerungs- oder Regelungsvorgang auszulösen.
  30. Verfahren zum Betrieb eines Leistungshalbleiterbauelements mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Leistungshalbleiterbauelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24; – Anlegen unterschiedlicher elektrischer Potenziale (V1, V2) an die beiden Lastanschlüsse (21, 22); – Abgreifen eines Zwischenpotenzials (VZ), das zwischen den an den beiden Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Potenzialen (V1, V2) liegt, mittels der Potenzialsonde (3).
  31. Verfahren gemäß Anspruch 30, bei dem abhängig von einer Potenzialdifferenz (V1 – VZ) oder einer Änderung der Potenzialdifferenz (V1 – VZ) zwischen dem Potenzial (V1) eines der Lastanschlüsse (21) und dem Zwischenpotenzial (VZ) ein Steuerungs- oder Regelungsvorgang ausgelöst wird.
  32. Verfahren gemäß Anspruch 31, bei dem, wenn die Potenzialdifferenz (V1 – VZ) oder die Änderung der Potenzialdifferenz (V1 – VZ) einen vorgegebenen Wert erreicht oder übersteigt, – das Leistungshalbleiterbauelement in einen leitenden Zustand versetzt wird; und/oder – der Betrag des Potenzialunterschiedes zwischen den an den beiden Lastanschlüssen (21, 22) anliegenden elektrischen Potenzialen (V1, V2) verringert wird.
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