DE19750827A1

DE19750827A1 - Leistungshalbleiterbauelement mit Emitterinjektionssteuerung

Info

Publication number: DE19750827A1
Application number: DE19750827A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dr Bauer
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-05-20

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungshalbleitertechnologie. Sie geht aus von einem Leistungshalbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT), eine Diode oder einen Abschaltthyristor (GTO).

Stand der Technik

Die Erfindung ist speziell geeignet für Leistungshalbleiterbauelemente in sogenann ter Trenchtechnologie, d. h. für Leistungshalbleiterbauelemente, die nicht lediglich eine planare Struktur aufweisen, sondern mit Gräben ausgestattet sind. Solche Bau elemente sind zum Beispiel aus dem Artikel "The Effect of the Hole Current on the Channel Inversion in Trench Insulated Gate Bipolar Transistors (TIGBT)" von F. Udrea et al. in Solid-State Electronics Vol. 37, No. 3, pp. 507-514, 1994 bekannt. Auch die Europäische Patentanmeldung EP 0527600 A1 beschreibt einen solchen Trench IGBT.

Bei allen heute auf dem Markt erhältlichen Leistungshalbleiterschaltern ist die An odenseite nicht steuerbar. Durch Manipulationen an den Dotierungsprofilen des im allgemeinen p+ dotierten Anodenemitters und/oder durch lokale Trägerlebens dauereinstellungen versucht man die anodenseitige Injektionseffizienz auf den für die Anwendung optimalen Wert einzustellen. Die Einstellung bleibt jedoch für im mer fest und kann während des Bauelementlebenszyklus nicht mehr verändert wer den. Ausserdem muss bei der Einstellung ständig ein Kompromiss zwischen Durchlass- und Schaltverlusten gefunden werden: Für möglichst kleine Durchlass verluste ist bekanntlich ein hoher Modulationsgrad, das heisst eine hohe quasi stationäre Plasmadichte Voraussetzung. Dieser grosse Ladungsüberschuss muss während der Schaltvorgänge aber auf- und abgebaut werden. Dadurch können hohe Schaltverluste entstehen.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Leistungshalbleiterbauelement anzugeben, bei dem die Plasmadichte im Bauelement dynamisch den Betriebszustand angepasst werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprü che gelöst.

Kern der Erfindung ist es also, dass anodenseitig MOS-steuerbare Grabenstrukturen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Injektionseffizienz des Anodenemitters einge stellt werden kann. Ein erstes Ausführungsbeispiel umfasst einen IGBT, bei dem die Anodengräben sich bis über den Anodenemitter hinaus erstrecken. Die Gräben sind mit einer elektrisch isolierenden Schicht ausgelegt und mit elektrisch leitendem Ma terial angefüllt. Das elektrisch leitende Material bildet eine zweite Gateelektrode, mit deren Hilfe die Injektionseffizienz des Anodenemitters durch entsprechendes Anle gen von Steuerspannungen gesteuert werden kann. Vorzugsweise wird die Steuer spannung so gewählt, dass sich im eingeschalteten Zustand eine möglichst hohe Plasmadichte ergibt, während kurz vor dem Abschalten die Plasmakonzentration auf möglichst niedrige Werte gebracht wird. Der IGBT kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel auch kathodenseitig mit MOS-steuerbaren Gräben versehen sein, welche für das Ein- und Ausschalten des Bauelements ausgelegt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Diode. Auch die Diode kann sowohl anodenseitig als auch kathodenseitig mit Grabenstrukturen ausgerüstet sein. Neben der Diode kann die Erfindung aber auch bei einem GTO oder bei einem MCT reali siert werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den ent sprechenden abhängigen Ansprüchen.

Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass die Plasmakon zentration dynamisch an den Betriebszustand des Bauelements angepasst werden kann. Im leitenden Zustand werden hohe Plasmakonzentrationen, kurz vor dem Abschalten niedrige Plasmakonzentrationen angestrebt. Auf diese Weise können sowohl die Durchlass- als auch die Schaltverluste optimiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam menhang mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Trench-IGBTs nach einer er sten Variante;

Fig. 2 Einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Trench-IGBTs nach einer zweiten Variante;

Fig. 3 Einen Ausschnitt einer erfindungsgemässen Diode;

Fig. 4 Einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen GTOs;

Fig. 5 Einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen, planaren IGBTs.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Fi guren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Eine technische realisierbare Möglichkeit für die gewünschte Beeinflussung der Plasmadichte in Abhängigkeit des Betriebszustandes stellen erfindungsgemäss ver tikale Gräben dar, die in einer homogenen p+ Emitterschicht angeordnet sind und bis in der Bereich der benachbarten n-dotierten Schicht (im Normalfall n-Basis oder n-dotierten Stopschicht) dringen. Falls eine Stopschicht vorgesehen ist, so können die Gräben sowohl vollständig in der Stopschicht angeordnet sein als auch darüber hinausreichen. In den Zeichnungen ist der Einfachheit halber nur die erste Variante dargestellt. Wie bei der von Leistungs-MOSFETS und IGBTs bekannten Trench- Technologie werden die Gräben nach Auslegung mit einer Isolationsschicht mit ei nem elektrisch leitenden Material angefüllt und anschliessend isolierend planari siert. Zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses kann das leitende Material auch bis zur Oberfläche dringen und mit einer Isolationsschicht überdeckt sein. Zu die sem Zweck wird das Silizium im Bereich der Finger entfernt, so dass die Metallisie rung bis in den Bereich des dünnen Gateoxids der Gräben reicht.

Eine erfindungsgemässe Anodengrabenstruktur kann prinzipiell bei allen Bauele menten verwendet werden, die für ihre Funktion eine p+ dotierte Emitterschicht (Anodenemitter) benötigen. Hierzu zählen IGBTs, GTOs und Dioden. Das elektrisch leitende Material kann als Steuerelektrode verwendet und zur Beeinflussung der Plasmadichte im Anodenemitter mit einer Steuerspannung beaufschlagt werden. Ei ne gegenüber dem Anodenpotential positive Steuerspannung ruft eine Elektronen anreicherung hervor, welche innerhalb der p+ Emitterschicht als Inversionsschicht und in der n-Basis oder der n-dotierten Stopschicht als Akkumulationsschicht be zeichnet wird. Mit einem hinreichend positiven Steuerpotential können in der p+ Emitterschicht n-leitende Kurzschlusspfade (Elektronen-Inversionsschicht) erzeugt werden, welche die Injektionseffizienz sehr stark reduzieren. Im Gegensatz dazu entsteht bei einer negativen Steuerspannung in Bezug auf das Anodenpotential an den Böden der Gräben (d. h. im Bereich der benachbarten n-dotierten Schicht, n-Basis oder der Stopschicht) eine Löcherinversionschicht, welche die totale Fläche des p+ Emitters vergrössert und damit sogar zu einer Erhöhung der Injektionseffizienz bei trägt.

Im folgenden werden einige realisierte Ausführungsbeispiele beschrieben. In den Figuren sind n-dotierte Gebiete mit von oben rechts nach unten links verlaufenden Linien, p-dotierte Gebiete mit von oben links nach unten rechts verlaufenden Linien, Metallisierungen mit doppelten von oben links nach unten rechts verlaufenden Lini en und isolierende Oxidschichten mit von oben links nach unten rechts verlaufenden Linien schraffiert. Die Dichte der Schraffur kann als Hinweis über den Grad der Do tierung verstanden werden.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem IGBT 1, bei dem die erfindungsgemässen Anodengräben 17 realisiert wurden. Es handelt sich dabei um einen sogenannten Graben-IGBT (Trench-IGBT oder TIGBT). In Fig. 1 ist zwischen einer ersten Hauptfläche 5 und einer zweiten Hauptfläche 6 in einem Halbleiterkörper 2 eine Mehrzahl von unterschiedlich dotieren Halbleitergebieten angeordnet. Ausserdem ist eine Kathode 3 vorgesehen, welche durch eine erste Metallisierung 7, die die erste Haupffläche 5 bedeckt, gebildet wird. Eine Anode 4 wird entsprechend durch eine zweite, die zweite Haupffläche 6 bedeckende Metallisierung 8 gebildet. Von der an odenseitigen Haupffläche 6 her sind ein p+ dotierter Anodenemitter 9 und allenfalls eine daran angrenzende n dotierte Stopschicht 14 angeordnet. Es kann aber auch di rekt die n-Basis 10 an den Anodenemitter 9 anschliessen. Im Bereich der kathoden seitigen Haupffläche 5 ist eine im wesentlichen aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannte Grabenstruktur vorgesehen. Die Kathodengräben 18 reichen von der Haupffläche 5 bis in den Bereich der n-Basis 10. Sie durchdringen dabei die p-Basis 15. Die Gräben 18 sind mit eine isolierenden Schicht 13 ausgelegt und mit ei nem leitenden Material angefüllt, das eine erste Gateelektrode 11 bildet. Ausserdem sind n+ dotierte Sourcegebiete 16 vorgesehen. Die Sourcegebiete 16 grenzen an die erste Haupffläche 5 und ziehen sich entlang der Gräben 18 bis zu einer gewissen Tie fe in die p-Basis hinein. Mittels Anlegen einer geeigneten Steuerspannung an die er ste Gateelektrode 11 kann in der p-Basis 15 in bekannter Weise ein Inversionskanal gebildet und der Stromfluss durch das Element beeinflusst werden. Kathodenfinger werden durch die zwischen zwei Gräben stehengelassene p-Basis 15 gebildet. Die Breite der Finger betrug bei einem ausgeführten Versuchsbeispiel 0.7 µm. Die Tiefe der Gräben wurde im Bereich von 3.5 µm gewählt. Die Oxiddicke der Gräben betrug 0.3 µm. Die p-Basis wies ein Gausssches Profil mit einer Tiefe von 2.5 µm und einer Randkonzentration von 5×10¹⁶ cm^-3 auf. Gemäss Fig. 2 kann im Bereich, in dem die p-Basis 15 an die erste Haupffläche 5 tritt, ausserdem ein p+ dotiertes Kollektorge biet 19 vorgesehen sein. Dieses Gebiet dient insbesondere der Verbesserung des elektrischen Kontaktes zur ersten Metallisierung 7, d. h. zur Kathode 3.

Im Bereich der anodenseitigen Haupffläche 6 sind nach der Erfindung Anodengrä ben 17 vorgesehen. Die Geometrie der Anodengräben 17 wich im realisierten Ver suchsbeispiel geringfügig von derjenigen der Kathodengräben 18 ab. Die Fingerbrei te der Anodengräben betrug 1 µm, die Tiefe blieb unverändert im Bereich von 3.5 µm. Die isolierende Schicht 13 war lediglich 0.1 µm dick. Die Tiefe der Anodenemit ters 9 betrug ca. 0.5 µm. Das leitende Material, mit dem Anodenfinger ebenfalls an gefüllt sind, bildet eine zweite Gateelektrode 12. Die Gräben 17 dringen über den p+ dotierten Anodenemitter 9, der im übrigen vorzugsweise als transparenter Emitter ausgebildet ist, bis in den Bereich der n-Basis 10 oder einer eventuell dazwischen an geordneten n-dotierten Stopschicht 14 vor. Die Stopschicht 14 wird je nachdem ob ein Punch-Through oder ein Non-Punch-Through Bauelemente gewünscht ist, vor gesehen oder weggelassen. Die Stopschicht 14 kann die Gräben 17 wie dargestellt insgesamt umgeben oder weniger tief ausgeführt sein, so dass die Gräben 17 bis in die n-Basis 10 vordringen. Durch Beeinflussung der Dotierungskonzentration des Anodenemitters 9 und der Tiefe der Anodengräben 17 können die Eigenschaften des Bauelements nachhaltig beeinflusst werden. Grundsätzlich kann durch Anlegen ei ner Steuerspannung an die zweite Gateelektrode 12 die Plasmadichte im Anodene mitter beeinflusst werden. Eine gegenüber dem Anodenpotential positive Gatespan nung ruft eine Elektrodenanreicherung hervor, welche innerhalb der p+ Emitter schicht 9 als Inversionsschicht und in der n-Basis 10 oder der allenfalls vorhandenen n-dotierten Stopschicht 14 als Akkumulationsschicht bezeichnet wird. Mit einem hinreichend positiven Gatepotential können in der p+ Emitterschicht 9 n-leitende Kurzschlusspfade (Elektronen-Inversionsschicht) erzeugt werden, welche die Injek tionseffizienz sehr stark reduzieren. Im Gegensatz dazu entsteht bei einer negativen Gatespannung in Bezug auf das Anodenpotential an den Böden der Gräben 17 (d. h. im Bereich der n-Basis 10 oder der Stopschicht 14) eine Löcherinversionschicht, wel che die totale Fläche des p+ Emitters 9 vergrössert und damit sogar zu einer Erhö hung der Injektionseffizienz beiträgt.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es handelt sich um einen sogenannten planaren IGBT, bei kathodenseitig keine Grabenstruktur vorge sehen ist, sondern ein konventionelle IGBT-Kathodenstruktur mit einer p-Basis 15, in welcher Sourcegebiete 16 vorgesehen sind. Die Kathode 3 wird durch eine Metal lisierung 7 gebildet, die p-Basis 15 und Sourcegebiete 16 kontaktiert. Die Gateelek trode 11 ist isoliert auf der kathodenseitigen Haupffläche 5 angeordnet und bedeckt Kanalgebiete in der p-Basis, die zwischen den Sourcegebieten 16 und der an die Haupffläche 5 gezogenen n-Basis angeordnet sind. Die kathodenseitige Funktions weise ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Die Funktionsweise der Anodengräben 17 entspricht der im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 be sprochenen.

Fig. 3 zeigt eine analoge Darstellung für ein Ausführungsbeispiel mit einer Diode. Man beachte, dass Anode und Kathode vertauscht sind, d. h. die ersten Haupffläche 5 befindet sich auf der Fig. 3 unten und die zweite Haupffläche 6 oben. Eine erfin dungsgemässe Diode kann wahlweise nur anodenseitig, nur kathodenseitig oder auf beiden Seiten erfindungsgemässe Grabenstrukturen aufweisen. Der Einfachheit hal ber wurde ein Beispiel mit auf beiden Seiten vorgesehenen Grabenstrukturen darge stellt. Selbstredend umfasst die Diode kathodenseitig keine Sourcegebiete sondern lediglich einen n+ dotierten Kathodenemitter 20. Anodenseitig sind ein p-Basis und ein p+ dotierter Anodenemitter 9 vorgesehen. Eine Stopschicht 14 kann ebenfalls fa kultativ zwischen Kathodenemitter 20 und n-Basis 10 vorgesehen werden. Die Funktion der erfindungsgemässen Grabenstrukturen entspricht derjenigen beim IGBT. Die Plasmarandkonzentrationen können durch das Potential der Gateelektro den in weiten Grenzen variiert werden. Bei der Diode führt die Absenkung der An oden-Plasmakonzentration zu kleineren Rückströmen und kleineren Verlusten beim Abkommutieren.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemässen Anoden gräben bei einem GTO realisiert wurden. Kathodenseitig umfasst der GTO fingerar tige Kathodenemittergebiete 20 und eine p-Basis 15. Die Kathode 3 wird durch eine die Kathodenemittergebiete 20 kontaktierende Metallisierung 7 gebildet, während die Gateelektrode 11 die p-Basis 15 kontaktiert. Anodenseitig sind erfindungsgemä sse Anodengräben 17 vorgesehen. Die Funktionsweise dieser Gräben entspricht derjenigen der IGBTs und wird deshalb an dieser Stelle nicht noch einmal erläutert.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Leistungshalbleiterbauelement, bei dem die Injektionseffizienz der Anoden- bzw. Kathodenemitter dynamisch dem Betriebs zustand angepasst werden kann. Die Schalt- und Durchlassverluste können somit einzeln optimiert werden, und es muss kein suboptimaler Kompromiss gesucht werden.

Bezugszeichenliste

1

Leistungshalbleiterbauelement

2

Halbleiterkörper

3

Kathode

4

Anode

5

erste Haupffläche

6

zweite Haupffläche

7

erste Metallisierung

8

zweite Metallisierung

9

Anodenemitter

10

n-Basis

11

erste Gateelektrode

12

zweite Gateelektrode

13

isolierende Schicht

14

Stopschicht

15

p-Basis

16

Sourcegebiete

17

Anodengräben

18

Kathodengräben

19

Kollektorgebiet

20

Kathodenemitter

Claims

1. Leistungshalbleiterbauelement (1) mit einer Anode (4) und einer Kathode (3), dadurch gekennzeichnet, dass anodenseitig MOS-steuerbare Graben strukturen (17, 12, 13,) vorgesehen sind.

2. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1, insbesondere ein Bipo lartransistor mit isoliert angeordneter Gateelektrode (IGBT), dadurch ge kennzeichnet, dass das Leistungshalbleiterbauelement (1) umfasst:

(a) einen Halbleiterkörper (2) mit einer ersten und einer zweiten Haupfflä che (5 und 6), wobei die Kathode (3) durch eine erste, die erste Haupffläche (5) bedeckende Metallisierung (7) und die Anode (4) durch eine zweite, die zweite Haupffläche (6) bedeckende Metallisie rung (8) gebildet wird;
(b) im Halbleiterkörper (2) zwischen der ersten Haupffläche (5) und der zweite Haupffläche (6) eine Mehrzahl unterschiedlich dotierter Halblei tergebiete (9, 10, 14, 15, 16), wobei von der zweiten Haupffläche (6) her mindestens ein Anodenemitter (9) und eine n-Basis (10) vorgesehen sind;
(c) eine erste Gateelektrode (11), mit deren Hilfe der Stromfluss durch das Bauelement beeinflusst werden kann;
(d) Anodengräben (17), die von der zweiten Hauptfläche (6) her in den Halbleiterkörper (2) eingebracht sind, wobei die Anodengräben (17) sich bis über den Anodenemitter (9) hinaus erstrecken und mit einer elektrisch isolierenden Schicht (13) ausgelegt und mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt sind; wobei
(e) die anodenseitige, zweite Metallisierung (8) die Anodengräben (17) überdeckt; und
(f) das elektrisch leitende Material eine zweite Gateelektrode (12) bildet, mit deren Hilfe eine Injektionseffizienz des Anodenemitters (9) gesteu ert werden kann.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anodenemitter (9) und der n-Basis (10) eine Stopschicht (14) eingefügt ist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) von der ersten Haupffläche (5) her eine p-Basis (15) mit eindiffundier ten Sourcegebieten (16) vorgesehen ist;
(b) Kathodengräben (18) in den Halbleiterkörper (2) eingebracht sind, wo bei sich die Kathodengräben (18) durch die p-Basis bis in die n-Basis (10) erstrecken, mit einer elektrisch isolierenden Schicht (13) ausgelegt und mit einem elektrisch leitenden, die erste Gateelektrode (11) bil denden Material gefüllt sowie von der ersten kathodenseitigen Metal lisierung (7) überdeckt sind;
(c) die Sourcegebiete (16) an den grabenseitigen Rändern von Kathoden fingern angeordnet sind, wobei die Kathodenfinger durch die zwischen zwei benachbarten Gräben (18) an die erste Haupffläche (5) dringende p-Basis (15) gebildet werden.

5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass pro Kathodenfinger zwei Sourcegebiete (16) vorgesehen sind, und zwischen den Sourcegebieten ein invers dotiertes Kollektorgebiet (19) vorgesehen ist.

6. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1, insbesondere eine Halb leiterdiode, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

(a) einen Halbleiterkörper (2) mit einer ersten und einer zweiten Haupfflä che (5 und 6), wobei die Kathode (3) durch eine erste, die erste Hauptfläche (5) bedeckende Metallisierung (7) und die Anode (4) durch eine zweite, die zweite Hauptfläche (6) bedeckende Metallisie rung (8) gebildet wird;
(b) im Halbleiterkörper (2) zwischen der ersten Haupffläche (5) und der zweiten Haupffläche (6) eine Mehrzahl unterschiedlich dotierter Halb leitergebiete, wobei von der zweiten Haupffläche (6) her mindestens ein Anodenemitter (9) und eine n-Basis (10) und von der ersten Haupffläche (5) her ein Kathodenemitter (20) vorgesehen sind;
(c) Anodengräben (17), die von der zweiten Haupffläche (6) her in den Halbleiterkörper eingebracht sind, wobei sich die Anodengräben (17) bis über den Anodenemitter (9) hinaus erstrecken und mit einer elek trisch isolierenden Schicht (13) ausgelegt und mit einem elektrisch lei tenden Material gefüllt sind und die anodenseitige, zweite Metallisie rung (8) die Anodengräben (17) überdeckt;
(d) das elektrisch leitende Material der Anodengräben (17) eine Gateelek trode (12) bildet, mit deren Hilfe eine Injektionseffizienz des Anode nemitters (17) gesteuert werden kann.

7. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass

(a) von der ersten Haupffläche (5) her Kathodengräben (18) in den Halb leiterkörper eingebracht sind, wobei sich die Kathodengräben (18) bis über den Kathodenemitter (20) hinaus erstrecken und mit einer elek trisch isolierenden Schicht (13) ausgelegt und mit einem elektrisch lei tenden Material gefüllt sind und die kathodenseitige, erste Metallisie rung (7) die Kathodengräben (18) überdeckt;
(b) das elektrisch leitende Material der Kathodengräben (18) eine weitere Gateelektrode (11) bildet, mit deren Hilfe eine Injektionseffizienz des Kathodenemitters (20) gesteuert werden kann.

8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Anodenemitter (9) und n-Basis (10) eine p-Basis (15) vorgesehen ist, und die Anodengräben (17) sich über die p-Basis (15) bis in die n-Basis (10) hinein erstrecken.

9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kathodenemitter (20) und n-Basis (10) eine Stopschicht (14) vorgesehen ist und sich die Kathodengräben (18) bis in die Stopschicht (14) hinein erstrecken.

10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, insbesondere ein Abschaltthyri stor, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst

(a) einen Halbleiterkörper (2) mit einer ersten und einer zweiten Haupfflä che (5 und 6), wobei die Kathode (3) durch eine erste Metallisierung (7) und die Anode (4) durch eine zweite, die zweite Haupffläche (6) be deckende Metallisierung (8) gebildet wird;
(b) im Halbleiterkörper (2) zwischen der ersten Haupffläche (5) und der zweiten Haupffläche (6) eine Mehrzahl unterschiedlich dotierter Halb leitergebiete, wobei von der zweiten Haupffläche (6) her mindestens ein Anodenemitter (9) und eine n-Basis (10) und von der ersten Haupffläche (5) her fingerartige Kathodenemitter (20), die von der Ka thode (3) kontaktiert werden, vorgesehen sind;
(c) eine erste Gateelektrode (11) mit deren Hilfe der Stromfluss durch das Bauelement beeinflusst werden kann und die eine an die n-Basis (10) anschliessende p-Basis (15) an der Hauptfläche (5) kontaktiert;
(c) Anodengräben (17), die von der zweiten Haupffläche (6) her in den Halbleiterkörper eingebracht sind, wobei sich die Anodengräben (17) bis über den Anodenemitter (9) hinaus erstrecken und mit einer elek trisch isolierenden Schicht (13) ausgelegt und mit einem elektrisch lei tenden Material gefüllt sind und die anodenseitige, zweite Metallisie rung (8) die Anodengräben (17) überdeckt;
(d) das elektrisch leitende Material der Anodengräben (17) eine Gateelek trode (12) bildet, mit deren Hilfe eine Injektionseffizienz des Anode nemitters (17) gesteuert werden kann.