DE10147307A1 - IGBT mit integriertem Freilaufelement - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, das einen Halbleiterkörper (100) mit einer Vorderseite (102) und einer Rückseite (104) aufweist, wobei eine erste Anschlusszone (20A, 20B) eines ersten Leitungstyps (n) im Bereich der Vorderseite (102) und eine Injektionszone (52) eines zweiten Leitungstyps (p) im Bereich einer Rückseite ausgebildet ist. Die erste Anschlusszone (20A, 20B) ist mittels einer Sperrzone (30) eines zweiten Leitungstyps (p) von einer Driftzone (40) des ersten Leitungstyps (n) getrennt. Zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Kanals zwischen der ersten Anschlusszone (20A, 20B) und der Driftzone (40) ist eine Steuerelektrode (70) isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper (100) und benachbart zu der Sperrzone (30) angeordnet. Erfindungsgemäß weist das Halbleiterbauelement eine stärker als die Driftzone (40) dotierte zweite Anschlusszone (90) auf, die am Rand des Halbleiterkörpers (100) angeordnet ist und die einen Anschlusskontakt (82) aufweist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Ein derartiges Bauelement ist unter der Bezeichnung IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) allgemein bekannt und ist beispielsweise in Stengl/Tihanyi: "Leistungs-MOSFET-Praxis", Pflaum Verlag, München, Seiten 105-106, oder in der DE 197 31 495 C2 beschrieben. Die erste Anschlusszone gemäß Anspruch 1 bildet die Source- oder Emitterzone des IGBT, die Injektionszone bildet die Drain- oder Kollektorzone und die Steuerelektrode bildet die Gate-Elektrode. Bei einem n-leitenden IGBT ist die Source-Zone n-dotiert und eine zwischen der Source-Zone und einer n-leitenden Driftzone angeordnete Sperrzone sowie die Injektionszone sind p-dotiert. Bei einem p-leitenden IGBT sind die Source-Zone und die Driftzone in entsprechender Weise p-dotiert und die zwischen der Source- Zone und der Driftzone angeordnete Sperrzone sowie die Injektionszone sind n-dotiert. Die Source-Zone ist über eine Anschlusselektrode üblicherweise mit der Sperrzone, die auch als Body-Zone bezeichnet wird, kurzgeschlossen.
• Ein IGBT unterscheidet sich von einem MOSFET (Metal Oxide Field-Effect Transistor) durch die Injektionszone, die von einem zu der Driftzone komplementären Leitungstyp ist. Diese Injektionszone ist bei einem MOSFET nicht vorhanden, der Drain-Anschluss wird bei einem MOSFET üblicherweise durch eine sich an die Driftzone anschließende stärker dotierte Zone vom selben Leitungstyp wie Driftzone gebildet. Ein IGBT besitzt gegenüber einem MOSFET bekanntlich den Vorteil eines geringeren Einschaltwiderstandes bei gleicher oder höherer Durchbruchspannung. Diese Eigenschaft beruht auf der Injektion von Minoritätsladungsträgern (Löchern bei einem n- leitenden IGBT) aus der Injektionszone in die Driftzone im angesteuerten Zustand des IGBT, das heißt, wenn eine Ansteuerspannung an der Gate-Elektrode und eine Spannung zwischen dem Drain- und Source-Anschluss anliegt. Wegen dieser Injektion von Ladungsträgern, die einen geringen Einschaltwiderstand bewirken, kann insbesondere die Dotierung des Driftzone gering gehalten werden, was wiederum zu einer Erhöhung der Durchbruchspannung beiträgt.
• Aufgrund des üblicherweise vorhandenen Kurzschlusses zwischen der Source-Elektrode und der Body-Zone ist bei einem MOSFET unweigerlich eine Diode vorhanden, die bei einem n-leitenden IGBT in Source-Drain-Richtung leitend gepolt ist und die bei vielen Anwendungen von MOSFET als Freilaufdiode erforderlich ist, wenn der MOSFET entgegen seiner üblichen Spannungsrichtung belastet wird. Eine derartige Freilaufdiode zwischen Source und Drain ist bei einem IGBT wegen des Injektionsgebietes nicht vorhanden. Bei IGBT sind Freilaufdioden daher als zusätzliche Bauelemente erforderlich, was mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement mit der Funktion eines IGBT mit integrierter Freilaufdiode zur Verfügung zu stellen.
• Dieses Ziel wird durch ein Halbleiterbauelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper mit einer Vorderseite und einer Rückseite auf, wobei eine erste Anschlusszone eines ersten Leitungstyps im Bereich der Vorderseite des Halbleiterkörpers ausgebildet ist. An die erste Anschlusszone schließt sich in dem Halbleiterkörper eine Sperrzone eines zweiten Leitungstyps an, die die erste Anschlusszone von einer Driftzone des ersten Leitungstyps trennt, wobei sich die Driftzone in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers erstreckt. Außerdem ist eine Injektionszone zur Injektion von Minoritätsladungsträgern des zweiten Leitungstyps in die Driftzone vorhanden, wobei die Injektionszone im Bereich einer Rückseite des Halbleiterkörpers ausgebildet ist. Zudem ist eine Steuerelektrode isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper und benachbart zu der Sperrzone angeordnet, um bei Anlegen eines Ansteuerpotentials die Ausbildung eines leitenden Kanals in der Sperrzone zwischen der ersten Anschlusszone und der Driftzone zu bewirken.
• Die erste Anschlusszone, die Sperrzone, die Driftzone und die Injektionszone bilden einen IGBT, wobei die erste Anschlusszone die Source-Zone, die Injektionszone die Drain-Zone und die Steuerelektrode die Gate-Elektrode des IGBT bilden. Zur Kontaktierung der Source-Zone ist eine Source-Elektrode vorhanden, die außerdem die Source-Zone und die Sperrzone/Body- Zone kurzschließt.
• Erfindungsgemäß weist das Bauelement eine stärker als die Driftzone dotierte zweite Anschlusszone des ersten Leistungstyps auf, die am Rand des Halbleiterkörpers angeordnet ist und die einen Anschlusskontakt aufweist. Diese zweite Anschlusszone, die am Rand des Halbleiterkörpers in der Driftzone angeordnet und vom selben Leitungstyp wie die Driftzone aber vom komplementären Leitungstyp wie die Sperrzone ist, bildet zusammen mit einem Teil der Driftzone und der Sperrzone, die an die Source-Elektrode angeschlossen ist, eine Diode, die bei einem n-leitenden IGBT in Source-Drain-Richtung in Flussrichtung gepolt ist.
• Wegen der bei IGBT üblicherweise geringen Dotierung der Driftzone und einem damit verbundenen hohen elektrischen Widerstand zwischen der Sperrzone und der zweiten Anschlusszone weist die Freilaufdiode auch in Flussrichtung einen vergleichsweise hohen elektrischen Widerstand auf, der für viele Anwendungen allerdings tolerierbar ist.
• Die vorliegende Erfindung ist im Zusammenhang mit unterschiedlichen Arten von IGBT, wie Punch-Through-IGBT (PT- IGBT), Non-Punch-Through-IGBT (NPT-IGBT) oder Feldstopp-IGBT einsetzbar. Diese unterscheiden sich durch den Aufbau im Bereich der Injektionszone.
• So schließt sich bei einem NPT-IGBT die Injektionszone, die komplementär zu der Driftzone dotiert ist, direkt an die Driftzone an, während bei einem PT-IGBT eine hochdotierte Zone vom selben Leitungstyp wie die Driftzone zwischen der Driftzone und der Injektionszone ausgebildet ist, um ein von der Source-Zone bei sperrendem IGBT ausgehendes elektrisches Feld zu begrenzen und um die Effektivität der Drain-Zone zu beschränken, wie dies beispielsweise in Stengl/Tihanyi, a. a. O. beschrieben ist. Der Feldstopp-IGBT weist wie der PT- IGBT eine Feldstoppzone zwischen der Injektionszone und der Driftzone auf, wobei die Feldstoppzone höher als die Injektionszone aber geringer als bei einem PT-IGBT dotiert ist, um nur das Durchgreifen eines elektrischen Feldes zu verhindern, die Effektivität der Drain-Zone aber nicht zu beschränken, wie dies beispielsweise in der DE 197 31 495 C2 beschrieben ist.
• Der IGBT ist im Bereich der Vorderseite vorzugsweise zellenartig aufgebaut, das heißt er weist eine Vielzahl von gleichartigen Source-Zonen, Sperrzonen und Gate-Elektroden auf, wobei die Source-Zonen gemeinsam und die Gate-Elektroden gemeinsam verschaltet sind. Die zweite Anschlusszone ist bei einer Ausführungsform derart ausgebildet, dass sie den Rand des Halbleiterbauelements wenigstens annäherungsweise vollständig umschließt.
• Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Feldplatte im Bereich des Randes oberhalb des Halbleiterkörpers vorhanden ist, an die die zweite Anschlusszone angeschlossen ist. Die Feldplatte dient dabei zur Begrenzung des elektrischen Feldes im Randbereich des Halbleiterbauelements.
• Außerdem ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Anschlusszone elektrisch leitend mit der Injektionszone oder einem Anschlusskontakt der Injektionszone verbunden ist. Das Freilaufelement liegt dann parallel zur Drain-Source-Strecke des IGBT.
• Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt
• Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements in Seitenansicht im Querschnitt,
• Fig. 2 Halbleiterbauelement gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
• Fig. 3 elektrisches Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements,
• Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements in Seitenansicht im Querschnitt.
• In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
• Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes, durch welches die Funktion eines IGBT und einer Freilaufdiode realisiert sind. Der IGBT bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein Feldstopp IGBT.
• Das Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper 100 mit einer Vorderseite 102 und einer Rückseite 104 auf. Im Bereich der Vorderseite sind mehrere stark n-dotierte erste Anschlusszonen 20A, 20B in den Halbleiterkörper 100 eingebracht, die jeweils von p-dotierten Sperrzonen oder Body- Zonen 30A, 30B umgeben sind. Die Sperrzonen 30A, 30B wiederum sind in eine schwach n-dotierte Driftzone 40 eingebracht, die im vorliegenden Fall den Großteil des Halbleiterkörpers 100 bildet.
• Im Bereich der Rückseite 104 des Halbleiterkörpers 100 ist eine p-dotierte Injektionszone 52 vorhanden, die zur Injektion von Minoritätsladungsträgern, im vorliegenden Fall Löcher, in die Driftzone 40 dient. Diese Injektionszone 52 ist bei dem Halbleiterbauelement gemäß Fig. 1 in einer der Rückseite 104 zugewandten Bereich einer Feldstopp-Zone 50 ausgebildet, wobei diese Feldstopp-Zone 50 wie die Driftzone 40 n-dotiert jedoch höher als die Driftzone 40 dotiert ist. Die Injektionszone 52 wird vorzugsweise durch Ionenimplantation in die Feldstopp-Zone 50 in dem der Rückseite 104 des Halbleiterkörpers zugewandten Bereich erzeugt. Zudem bewirkt bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine elektrisch leitende, vorzugsweise metallische Schicht 60 auf der Rückseite 104 des Halbleiterkörpers 100 die Erzeugung einer p- dotierten Injektionszone 52 im Grenzbereich zwischen dem Halbleiterkörper 100 und dieser elektrisch leitenden Schicht 60. Die Dotierung der Feldstopp-Schicht 50 ist derart gewählt, dass durch diese ein bei sperrendem IGBT von den Sperrzonen 30A, 30B ausgehendes elektrisches Feld blockiert wird, also nicht bis zur Injektionszone 52 durchgreift, dass die Injektionswirkung der Injektionszone 52 allerdings nicht oder nicht wesentlich abgeschwächt wird.
• Die ersten Anschlusszonen 20A, 20B bilden die Source-Zone des IGBT, dessen Drain-Zone durch die Injektionszone 52 gebildet wird. Zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Kanals zwischen den Source-Zonen 20A, 20B und der Driftzone 40 ist wenigstens eine Gate-Elektrode 70 vorhanden, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Isolationsschicht 76 oberhalb des Halbleiterkörpers 100 angeordnet ist und die sich in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers von den Source- Zonen 20A, 20B bis zu dem Bereich der Driftzone 40 erstreckt, der bis an die Vorderseite 102 des Halbleiterkörpers 100 reicht.
• Die Source-Zonen 20A, 20B sind durch eine Source-Elektrode 80, S kontaktiert, die die Source-Zonen 20A, 20B und die die Source-Zonen 20A, 20B umgebenden Sperrzonen 30A, 30B kurzschließt. Vorzugsweise sind, wie nicht näher dargestellt ist, eine Vielzahl von Source-Zonen, die jeweils von Sperrzonen umgeben sind, bei dem Bauelement vorhanden, um die Stromfestigkeit des Bauelements zu erhöhen.
• Bei Anlegen eines Ansteuerpotentials an die Gate-Elektrode 70 bzw. den Gate-Anschluss G bildet sich ein elektrisch leitender Kanal zwischen den Source-Zonen 20A, 20B und der Driftzone 40 aus, woraus bei Anliegen einer Spannung zwischen der als Drain-Elektrode dienenden elektrisch leitenden Schicht 60 und der Source-Elektrode 80, S ein Stromfluss zwischen der Drain-Elektrode 60 und der Source-Elektrode 80, S resultiert. Hierbei werden Minoritätsladungsträger, im vorliegenden Fall Löcher, aus der Injektionszone 52 in die schwach dotierte Driftzone 40 injiziert, um so den Einschaltwiderstand des IGBT zu reduzieren. Liegt kein Ansteuerpotential an der Gate- Elektrode 70 an, so sperrt das Bauelement sowohl bei Anlegen einer positiven Spannung in Drain-Source-Richtung wegen des np-Übergangs zwischen der Driftzone 40 und der Sperrzone 30 als auch bei Anlegen einer positiven Spannung in Source- Drain-Richtung wegen des np-Übergangs zwischen der Driftzone 40 bzw. der Feldstopp-Zone 50 und der Injektionszone 52. Die Durchbruchspannung hängt dabei im wesentlichen von der Dotierung der Driftzone ab.
• Zur Realisierung einer Freilaufdiode ist bei dem Halbleiterbauelement gemäß Fig. 1 im Randbereich des Halbleiterkörpers 100 im Bereich von dessen Vorderseite 102 eine stark n- dotierte zweite Anschlusszone 90 vorgesehen, die mittels eines Anschlusskontakts 82, der vorzugsweise aus Aluminium besteht, kontaktiert ist. Die zweite Anschlusszone 90, die vom selben Leitungstyp wie die Driftzone 40 ist, und die am Rand des Halbleiterkörpers 100 in der Driftzone 40 angeordnet ist, ist stärker dotiert als die Driftzone 40 und bildet zusammen mit der Driftzone 40 und den die Source-Zone 20A, 20B umgebenden Sperrzonen 30A, 30B, die durch die Source-Elektrode 80, S, kontaktiert sind, eine Diode, die in Richtung zwischen dem Source-Anschluss S und dem Anschlusskontakt 82, D1 der zweiten Anschlusszone 90 in Flussrichtung gepolt ist. Dieser Anschlusskontakt 82, D1 ist vorzugsweise, wie gestrichelt dargestellt ist, an den Drain-Anschluss D des IGBT angeschlossen, um bei Anlegen einer positiven Spannung zwischen dem Source-Anschluss S und dem Drain-Anschluss D einen Freilaufstrom von der Source-Elektrode S über die Sperrzone 30, die Driftzone 40, die zweite Anschlusszone 90 und deren Anschlusskontakt D1 zum Drain-Anschluss D des IGBT zu bewirken.
• Das in Fig. 1 dargestellte Bauelement weist zudem eine erste Feldplatte 72 auf, die mit einer p-dotierten Zone am Rand des Zellenfeldes, in welchem die Source-Zonen 20A, 20B und die Sperrzonen 30A, 30B ausgebildet sind, elektrisch leitend verbunden ist und die an die Source-Elektrode S angeschlossen ist. Eine weitere Feldplatte 74 ist im Randbereich des Halbleiterbauelements angeordnet und an die zweite Anschlusszone 90 angeschlossen.
• Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Querschnitt des Halbleiterbauelements gemäß Fig. 1 im Bereich der Vorderseite 102. Die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Linie zeigt die Begrenzung des Zellenfeldes, also den Bereich, in dem die Source-Zonen 20A, 20B und die Sperrzone 30a, 30B - wobei in Fig. 2 beispielhaft nur eine ringförmig ausgebildete Source- Zone 20A und eine Sperrzone 30A dargestellt sind - ausgebildet sind. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, umschließt die stark n-dotierte zweite Anschlusszone 90 den Rand des Halbleiterkörpers 100 vollständig, um auf diese Weise den räumlichen Abstand zwischen der zweiten Anschlusszone 90 und den Sperrzonen 30A des Zellenfeldes, die an die Source-Elektrode S angeschlossen sind, möglichst gering zu halten.
• Auf Grund der schwachen Dotierung der Driftzone 40 weist die durch die Sperrzonen 30A, 30B, die Driftzone 40 und die zweite Anschlusszone 90 gebildete Diode einen vergleichsweise hohen Widerstand bei Anlegen einer Spannung in Flussrichtung der Diode auf. Dieser hohe Widerstand ist für eine Vielzahl von Anwendungen, bei welchen das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement einsetzbar ist, allerdings tolerierbar.
• Fig. 3 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild des Halbleiterbauelements gemäß Fig. 1. Dieses Ersatzschaltbild stellt sich als Parallelschaltung eines IGBT T1 und eines MOSFET T2 mit Freilaufdiode DD dar. Der IGBT T1 wird wie bereits erläutert, durch die Source-Zonen 20A, 20B, die die Source-Zonen 20A, 20B umgebenden Sperrzonen 30A, 30B, die Driftzone 40, die Feldstopp-Zone 50 und die Injektionszone 52 mit der elektrisch leitenden Schicht 60 gebildet. Zur Veranschaulichung ist das Schaltsymbol dieses IGBT T1 in Fig. 1 eingezeichnet. Der MOSFET T2 wird durch die Source-Zonen 20A, 20B, die Sperrzonen 30, die Driftzone 40 und die zweite Anschlusszone 90 gebildet, wobei die zweite Anschlusszone 90 den Drain-Anschluss des MOSFET T2 bildet. Bei der vorliegenden Anwendung ist allerdings nur die Freilaufdiode DD dieses MOS- FET T2 relevant, die in Source-Drain-Richtung durch die Sperrzonen 30A, 30B, die Driftzone 40 und die zweite Anschlusszone 90 gebildet ist. Das Schaltsymbol des MOSFET T2 mit der Freilaufdiode DD ist in Fig. 1 zur Verdeutlichung ebenfalls eingezeichnet.
• Die Driftzone 40 ist vorzugsweise sehr gering dotiert, so dass der Einschaltwiderstand des MOSFET T2 bei leitend angesteuertem IGBT T1 hoch ist, wodurch der MOSFET T2 die Funktionsweise des IGBT T1 nicht beeinflusst. Ein geringer Einschaltwiderstand des IGBT resultiert aus Minoritätsladungsträgern, die aus der Injektionszone 52 in die Driftzone 40injiziert werden. Der MOSFET T2, bzw. dessen Freilaufdiode DD, wird hinsichtlich des elektrischen Verhaltens des Halbleiterbauelements erst dann wirksam, wenn der IGBT T1 sperrt und eine Spannung in Source-Drain-Richtung S-D anliegt. Die Freilaufdiode DD weist aufgrund der geringen Dotierung der Driftzone 40 einen hohen elektrischen Widerstand auf, der für viele Anwendungen, bei denen das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement einsetzbar ist, insbesondere bei der Ansteuerung von Lampen, tolerierbar ist.
• Fig. 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement in Seitenansicht im Querschnitt, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten dadurch unterscheidet, dass eine Injektionszone 54 im Bereich der Rückseite 104 des Halbleiterkörpers 100 vorgesehen ist, die sich unmittelbar an die Driftzone 40 anschließt.
• Bei einer weiteren Ausführungsform ist, wie dies gestrichelt in Fig. 4 dargestellt ist, eine stark n-dotierte Zone 56 zwischen der Injektionszone 54 und der Driftzone 40 vorgesehen, die im Sperrfall das elektrische Feld begrenzt und die zudem so hoch dotiert ist, dass sie die Wirksamkeit der Injektionszone 54 beeinflusst. Der IGBT gemäß Fig. 4 ohne die Zone 56 stellt einen NPT-IGBT dar und der IGBT gemäß Fig. 4 mit der Zone 56 stellt einen PT-IGBT dar. Bei Verwendung der stark n-dotierten Zone 56 kann insbesondere die Abmessung der Driftzone 40 in Vertikalrichtung des Halbleiterkörpers 100 geringer als ohne Verwendung der stark n-dotierten Zone 56 gewählt werden.
• Die Erfindung ist besonders im Zusammenhang mit einem Feldstopp-IGBT anwendbar. Bei diesen IGBT ist die Feldstopp- Zone zum einen ausreichend hoch gegenüber der Driftzone dotiert, um ein bei sperrendem IGBT und anliegender Drain- Source-Spannung von der Sperrzone/Body-Zone ausgehendes elektrisches Feld zu stoppen, das heißt ein Durchgreifen des elektrischen Feldes bis zu der Injektionszone zu verhindern.
• Zum anderen ist die Feldstopp-Zone aber niedrig genug dotiert, um die Injektionswirkung der Injektionszone nicht zu behindern/verringern. Darüber hinaus ist bei einem Feldstopp- IGBT die Driftzone so gering dotiert, dass bei dem erfindungsgemäßen Bauelement, bei dem die Driftzone über die Anschlusszone am Rand des Bauelements mit dem Drain-Anschluss des IGBT kurzschließbar ist, die Funktionsweise des IGBT, das heißt insbesondere die Minoritätsladungsträgerinjektion in die Driftzone nicht beeinflusst ist. Das durch die Anschlusszone am Rand, die Driftzone und die Body-Zonen gebildete Freilaufelement wirkt sich wegen des hohen ohmschen Widerstandes (aufgrund der niedrigen Dotierung) der Driftstrecke zwischen den Body-Zonen und der Anschlusszone am Rand somit nur im Sperrfall bei Anlegen einer Spannung in Source-Drain- Richtung auf das Schaltverhalten des Halbleiterbauelements aus, während die Funktionsweise des IGBT im leitenden Zustand nicht beeinflusst wird. Bezugszeichenliste 100 Halbleiterkörper
  20A, 20B Source-Zone
  30 Sperrzone
  40 Driftzone
  50 Feldstop-Zone
  52 Injektionszone
  60 elektrisch leitende Schicht
  70 Gate-Elektrode
  72 Feldplatte
  74 Feldplatte
  76 Isolationsschicht
  80 Source-Elektrode
  82 Anschlusselektrode
  90 zweite Anschlusszone
  S Source-Anschluss
  D Drain-Anschluss
  G Gate-Anschluss
  n, n^-, n⁺ n-dotierte Zone
  p p-dotierte Zone
  T1 IGBT
  T2 MOSFET
  DD Diode
  D1 Drain-Anschluss des MOSFET T2
  

Claims (8)

1. Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist:

- einen Halbleiterkörper (100) mit einer Vorderseite (102) und einer Rückseite (104),

- eine erste Anschlusszone (20A, 20B) eines ersten Leitungstyps (n), die im Bereich der Vorderseite (102) des Halbleiterkörpers (100) ausgebildet ist,

- eine Sperrzone (30A, 30B) eines zweiten Leitungstyps (p) und eine Driftzone (40) eines ersten Leitungstyps (n), wobei die Sperrzone (30A, 30B) zwischen der ersten Anschlusszone (20A, 20B) und der Driftzone (40) angeordnet ist und wobei sich die Driftzone (40) in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers (100) erstreckt,

- eine Injektionszone (52) zur Injektion von Minoritätsladungsträgern des zweiten Leitungstyps in die Driftzone (40), wobei die Injektionszone (52; 54) im Bereich einer Rückseite des Halbleiterkörpers (100) ausgebildet ist,

- eine Steuerelektrode (70), die isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper (100) und benachbart zu der Sperrzone (40) angeordnet ist,

gekennzeichnet durch
eine stärker als die Driftzone (40) dotierte zweite Anschlusszone (90), die am Rand des Halbleiterkörpers (100) angeordnet ist und die einen Anschlusskontakt (82) aufweist.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die zweite Anschlusszone (90) im Bereich der Vorderseite (102) des Halbleiterkörpers (100) angeordnet ist.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen der Injektionszone (52; 54) und der Driftzone (40) eine Feldstopp-Zone (50; 56) des ersten Leitungstyps (n) angeordnet ist, die stärker als die Driftzone (40) dotiert ist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich die Injektionszone (54) unmittelbar an die Driftzone (40) anschließt.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem eine elektrisch leitende Schicht (60) auf die Rückseite (104) des Halbleiterkörpers (100) aufgebracht ist.

6. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die zweite Anschlusszone (90) den Rand des Halbleiterkörpers (100) wenigstens annäherungsweise vollständig umschließt.

7. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Feldplatte (74) im Bereich des Randes oberhalb des Halbleiterkörpers vorhanden ist, an die die zweite Anschlusszone (90) angeschlossen ist.

8. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die zweite Anschlusszone (90) elektrisch leitend mit der Injektionszone (52; 54) oder einem Anschlusskontakt (60) der Injektionszone (52; 54) verbunden ist.