(19) *DE102015102138A120160818* (10) DE 10 2015 102 138 A1 2016.08.18 (12) Offenlegungsschrift (21) Aktenzeichen: 10 2015 102 138.2 (22) Anmeldetag: 13.02.2015 (43) Offenlegungstag: 18.08.2016 (71) Anmelder: Infineon Technologies AG, 85579 Neubiberg, DE (74) Vertreter: 2SPL Patentanwälte PartG mbb Schuler Schacht Platzer Lehmann, 81373 München, DE (72) Erfinder: Eckel, Hans-Günter, Prof. Dr., 18059 Rostock, DE; Müller, Marten, 18055 Rostock, DE (51) Int Cl.: H01L 27/06 (2006.01) H01L 29/78 (2006.01) H01L 29/36 (2006.01) H01L 21/82 (2006.01) (56) Ermittelter Stand der Technik: DE 10 2011 056 956 A1 US 2008 / 0 237 656 A1 Druecke et al.: Power Diodes with Active Control of Emitter Efficiency, Proceedings of the 13th International Symposium onpower Semiconductor Devices and ICs (2001), S. 231-234 Xu et al.: Experimental Demonstration of the MOS controlled Diode (MCD) Applied Power Electronics Conference and Exposition (2000), S. 1144-1148 Prüfungsantrag gemäß 44 PatG ist gestellt. Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen (54) Bezeichnung: Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements (57) Zusammenfassung: Ein Halbleiterbauelement umfasst eine erste Transistorstruktur, die eine erste Transistor-Body-Region eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, die sich innerhalb eines Halbleitersubstrats befindet. Zumindest ein Teil der ersten Transistor-Body-Region befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Transistorstruktur, die eine zweite Transistor-Body-Region eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst, die sich innerhalb des Halbleitersubstrats befindet. Zumindest ein Teil der zweiten Transistor-Body-Region befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur. Zumindest ein Teil der zweiten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur befindet sich zwischen einer Dotierungsregion, die die zweite Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur umfasst, und der zweiten Transistor-Body-Region.
Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Halbleiterstrukturen und insbesondere auf Halbleiterbauelemente und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements. Hintergrund [0002] In der Antriebs- und Energietechnik können Spannungszwischenkreisumrichter (voltage source converters) schaltbare Transistoren, Thyristoren, Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT = insulated gate bipolar transistors) und Freilaufdioden als Leistungshalbleiter verwenden. Dioden können für niedrige Durchlassspannungen optimiert sein. Sie können allerdings eine hohe Sperrverzögerungsladung (Reverse-Recovery-Ladung) aufweisen. Dies kann während Schaltvorgängen zum Beispiel zu hohen Einschaltverlusten eines IGBT und hohen Sperrverzögerung-Verlusten einer Diode führen. Zusammenfassung [0003] Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine erste Transistorstruktur, die eine erste Transistor-Body-Region eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, die sich innerhalb eines Halbleitersubstrats befindet. Zumindest ein Teil der ersten Transistor-Body-Region befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Transistorstruktur, die eine zweite Transistor-Body-Region eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst, die sich innerhalb des Halbleitersubstrats befindet. Zumindest ein Teil der zweiten Transistor-Body-Region befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur. Zumindest ein Teil der zweiten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur befindet sich zwischen einer Dotierungsregion, die die zweite Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur umfasst, und der zweiten Transistor-Body-Region. Das Halbleiterbauelement umfasst eine erste Elektrodenstruktur in elektrischer Verbindung mit der ersten Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/Drain- Region der zweiten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Elektrodenregion in elektrischer Verbindung mit der zweiten Source/ Drain-Region der ersten Transistorstruktur. [0004] Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein weiteres Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement umfasst eine erste Dotierungsregion eines ersten Leitfähigkeitstyps, die in einer vierten Dotierungsregion eines Halbleitersubstrats gebildet ist. Die erste Dotierungsregion bildet eine erste Transistor-Body-Region einer ersten Transistorstruktur und eine zweite Source/Drain-Region einer zweiten Transistorstruktur. Die vierte Dotierungsregion bildet eine zweite Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Dotierungsregion eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die in der ersten Dotierungsregion gebildet ist. Die zweite Dotierungsregion bildet eine erste Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur und eine zweite Transistor-Body-Region der zweiten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine dritte Dotierungsregion eines ersten Leitfähigkeitstyps, die in der zweiten Dotierungsregion gebildet ist. Die dritte Dotierungsregion bildet eine erste Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur. Das Halbleiterbauelement umfasst eine erste Elektrodenstruktur in elektrischer Verbindung mit der zweiten Dotierungsregion und der dritten Dotierungsregion. Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Elektrodenregion in elektrischer Verbindung mit der vierten Dotierungsregion. [0005] Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren umfasst ein Bilden einer ersten Dotierungsregion eines ersten Leitfähigkeitstyps in einem Halbleitersubstrat zum Bilden einer ersten Transistor-Body-Region einer ersten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region einer zweiten Transistorstruktur. Das Verfahren umfasst ferner ein Bilden einer zweiten Dotierungsregion eines zweiten Leitfähigkeitstyps in der ersten Dotierungsregion zum Bilden einer ersten Source/Drain- Region der ersten Transistorstruktur und einer zweiten Transistor-Body-Region der zweiten Transistor- Struktur. Das Verfahren umfasst ferner ein Bilden einer dritten Dotierungsregion eines ersten Leitfähigkeitstyps in der zweiten Dotierungsregion zum Bilden einer ersten Source/Drain-Region der zweiten Transistorstruktur. Kurze Beschreibung der Figuren [0006] Einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend nur beispielhaft und bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen [0007] Fig. 1A ein Halbleiterbauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0008] Fig. 1B ein Halbleiterbauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt, das eine erste Transistorstruktur und einen zweiten Transistor umfasst, die gemeinschaftlich verwendete Dotierungsregionen aufweisen; 2/49
[0009] Fig. 2 ein Halbleiterbauelement, das eine Graben-Elektroden-Struktur aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0010] Fig. 3 ein Halbleiterbauelement, das eine leicht dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0011] Fig. 4 ein Halbleiterbauelement, das eine oder mehrere Graben-Gate-Strukturen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0012] Fig. 5 ein Halbleiterbauelement, das zumindest eine Trenngrabenstruktur aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0013] Fig. 6 ein Halbleiterbauelement, das eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0014] Fig. 7A ein Halbleiterbauelement, das eine Graben-Gate-Struktur, eine Trenngrabenstruktur und eine leicht dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0015] Fig. 7B ein Halbleiterbauelement, das eine Elektroden-Graben-Struktur und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0016] Fig. 7C ein Halbleiterbauelement, das eine leicht dotierte Region und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0017] Fig. 7D ein Halbleiterbauelement, das eine Graben-Gate-Struktur und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0018] Fig. 7E ein Halbleiterbauelement, das eine Graben-Gate-Struktur, Trenngrabenstruktur, eine Elektroden-Graben-Struktur und eine hoch dotierte Region umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0019] Fig. 7F ein Halbleiterbauelement, das eine Graben-Gate-Struktur, eine Trenngrabenstruktur, eine leicht dotierte Region und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0020] Fig. 8 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0021] Fig. 9 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen und leicht dotierte Regionen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0022] Fig. 10 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0023] Fig. 11 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen, leicht dotierte Regionen und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0024] Fig. 12 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen, eine Graben-Gate-Struktur und eine Trenngrabenstruktur aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0025] Fig. 13 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen, eine Graben-Gate-Struktur, eine Trenngrabenstruktur und leicht dotierte Regionen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0026] Fig. 14 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen, eine Graben-Gate-Struktur, eine Trenngrabenstruktur und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0027] Fig. 15 ein Halbleiterbauelement, das vier Transistorstrukturen, eine Graben-Gate-Struktur, eine Trenngrabenstruktur, leicht dotierte Regionen und eine hoch dotierte Region aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0028] Fig. 16 ein weiteres Halbleiterbauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt; [0029] Fig. 17 ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt. Detaillierte Beschreibung [0030] Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Regionen zur Verdeutlichung übertrieben sein. [0031] Während sich Ausführungsbeispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, werden dementsprechend Ausführungsbeispiele derselben in den Figuren beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen, sondern im Gegenteil die Ausführungsbeispiele alle in den Schutzbereich der Offenbarung fallenden Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente. 3/49
[0032] Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element verbunden oder gekoppelt bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als direkt mit einem anderen Element verbunden oder gekoppelt bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzten Ausdrücke sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. zwischen gegenüber direkt zwischen, benachbart gegenüber direkt benachbart usw.). [0033] Die hier verwendete Terminologie bezweckt nur das Beschreiben bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht begrenzend für Ausführungsbeispiele sein. Nach hiesigem Gebrauch sollen die Singularformen ein, eine und das, der, die auch die Pluralformen umfassen, es sei denn im Zusammenhang wird deutlich etwas anderes angegeben. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe umfasst, umfassend, aufweisen und/oder aufweisend bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen. [0034] Sofern nicht anderweitig definiert besitzen alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, zu dem Ausführungsbeispiele gehören. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern definierten, als eine Bedeutung besitzend ausgelegt werden sollten, die ihrer Bedeutung im Zusammenhang der entsprechenden Technik entspricht. Sollte die vorliegende Offenbarung jedoch einem Begriff eine bestimmte Bedeutung geben, die von einer Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann verstanden wird abweicht, ist diese Bedeutung in dem konkreten Kontext, in dem diese Definition gegeben ist, zu berücksichtigen [0035] Fig. 1A zeigt ein Halbleiterbauelement 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0036] Das Halbleiterbauelement 100 umfasst eine erste Transistorstruktur 101, die eine erste Transistor-Body-Region 102 eines ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, die sich innerhalb eines Halbleitersubstrats 103 befindet. Zumindest ein Teil der ersten Transistor-Body-Region 102 befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur. Die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur ist von dem zweiten Leitfähigkeitstyp. [0037] Das Halbleiterbauelement 100 umfasst eine zweite Transistorstruktur 106, die eine zweite Transistor-Body-Region 107 eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist, die sich innerhalb des Halbleitersubstrats 103 befindet. Zumindest ein Teil der zweiten Transistor-Body-Region 107 befindet sich zwischen einer ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur und einer zweiten Source/Drain- Region 109 der zweiten Transistorstruktur. Zumindest ein Teil der zweiten Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur befindet sich zwischen einer Dotierungsregion, die die zweite Source-Drain- Region 105 der ersten Transistorstruktur aufweist, und der zweiten Transistor-Body-Region 107. [0038] Das Halbleiterbauelement 100 umfasst ein Gate 164b der ersten Transistorstruktur. Ein Transistorkanal der ersten Transistorstruktur, der durch das Gate 164b der ersten Transistorstruktur steuerbar ist, ist auf eine Kanalregion begrenzt, die sich zwischen der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur befindet. [0039] Das Halbleiterbauelement 100 umfasst eine erste Elektrodenstruktur 111 in elektrischer Verbindung mit der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/ Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur. [0040] Das Halbleiterbauelement umfasst eine zweite Elektrodenregion 112 in elektrischer Verbindung mit der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur. [0041] Aufgrund der Implementierung der ersten Transistor-Body-Region der ersten Transistorstruktur, die von einem ersten Leitfähigkeitstyp ist, und einer zweiten Transistor-Body-Region, die von dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, kann ein Halbleiterbauelement mit verbesserter Schaltgeschwindigkeit und/oder höherer Latch-up-Stärke erreicht werden. Zum Beispiel können die erste Transistorstruktur und zweite Transistorstruktur verwendet werden, um eine Ladungsträgerkonzentration in dem Halbleiterbauelement abzustimmen oder zu variieren, z. B. in einer Drift-Region des Halbleiterbauelements. Daher können zum Beispiel Schaltgeschwindigkeiten (Einschalten und Ausschalten) bei Bedarf selektiv abgestimmt oder variiert werden [0042] Die erste Transistorstruktur 101 kann eine oder mehrere Dotierungsregionen umfassen, die in dem Halbleitersubstrat 103 gebildet sind. Zum Beispiel kann die erste Transistorstruktur 101 eine Feldeffekttransistorstruktur (z. B. eine MOSFET) umfassen oder sein, die zum Beispiel eine Source-Dotie- 4/49
rungsregion, eine Drain-Dotierungsregion und eine Kanalregion aufweist. Zum Beispiel umfasst die erste Transistorstruktur 101 eine erste Transistor-Body- Region 102 eines ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. p- Typ), die sich innerhalb des Halbleitersubstrats 103 befindet. Die erste Transistorstruktur 101 umfasst ferner eine erste Source/Drain-Region 104 des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. n-typ) und eine zweite Source/Drain-Region 105 des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. n-typ). [0043] Die erste Transistorstruktur 101 kann eine vertikale Transistorstruktur sein. Zum Beispiel können die erste Elektrodenstruktur und die zweite Elektrodenstruktur an gegenüberliegenden Oberflächen des Halbleitersubstrats angeordnet sein. [0044] Die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur kann eine hoch dotierte Region des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine n+-region) sein, und kann benachbart (z. B. direkt benachbart) zu der ersten Transistor-Body-Region 102 gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur an der vorderen Seite oder an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur eine Dotierstoffkonzentration (z. B. gemittelt über die Dotierungsregion) aufweisen, die zwischen 1 10 18 und 1 10 20 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 17 und 1 10 19 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 17 und 5 10 18 cm 3 liegt. [0045] Eine Dotierungsregion, die die erste Transistor-Body-Region 102 umfasst (z. B. aufweist), kann um eine Dotierungsregion, die zum Beispiel die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur umfasst (z. B. aufweist), herum gebildet sein oder dieselbe zumindest teilweise umgeben. Die erste Transistor-Body-Region 102 kann eine Dotierung des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. p-typ) aufweisen. Die erste Transistor-Body-Region 102 kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 15 cm 3 und 2 10 17 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 15 cm 3 und 5 10 16 cm 3, oder zwischen 5 10 15 cm 3 und 1 10 16 cm 3 liegt. Die Dotierungskonzentration der ersten Transistor-Body-Region 102 kann geringer sein als die Dotierungskonzentration der ersten Source/Drain-Region 104. [0046] Die zweite Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur kann benachbart (z. B. direkt benachbart) zu der ersten Transistor-Body-Region 102 gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Transistor-Body-Region 102 zwischen der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/Drain-Region 102 der ersten Transistorstruktur gebildet sein oder sich befinden. Die zweite Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur kann eine Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine n-typ-dotierungsregion) aufweisen. [0047] Die zweite Source/Drain-Region 105 kann eine Drift-Region des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine leicht dotierte n-region) und eine Emitter-Region (z. B. eine Kathoden-Region) des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine hoch dotierte n+-region) umfassen. [0048] Die zweite Source/Drain-Region 105 (z. B. die Drift-Region der zweiten Source/Drain-Region 105) kann zum Beispiel zwischen der ersten Transistor-Body-Region und der Emitter-Region gebildet sein. Die Drift-Region kann eine Bulk-Region des Halbleitersubstrats 103 sein. Zum Beispiel kann die Drift-Region ein Teil des Bulk-Halbleitersubstrats sein, das eine leicht dotierte Region des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine leicht dotierte n-region) ist. Zum Beispiel kann die leicht dotierte Drift-Region (oder das Bulk-Halbleitersubstrat) eine Dotierstoffkonzentration geringer als eine Dotierstoffkonzentration der (hoch dotierten) Emitter-Region und geringer als eine Dotierstoffkonzentration der ersten Transistor-Body-Region aufweisen. Die (leicht dotierte) Drift- Region der zweiten Source/Drain-Region 105 kann eine Dotierstoffkonzentration (z. B. gemittelt über die Dotierungsregion) aufweisen, die zum Beispiel zwischen 5 10 12 und 2 10 14 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 12 und 5 10 13 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 13 und 5 10 13 cm 3 liegt. Die Drift-Region der zweiten Source/Drain-Region 105 kann zum Beispiel (direkt) benachbart zu der ersten Transistor-Body-Region 102 gebildet sein oder sich befinden. Die Drift- Region kann zum Beispiel um die erste Transistor- Body-Region 102 herum gebildet sein oder dieselbe zumindest teilweise umgeben. [0049] Die (hoch dotierte) Emitter-Region kann (direkt) benachbart zu der (leicht dotierten) Drift-Region gebildet sein oder sich befinden. Zum Beispiel kann die Emitter-Region in dem Halbleitersubstrat 103 an einer hinteren Seite 114 des Halbleitersubstrats (z. B. durch Implantation) gebildet sein. Die (hoch dotierte) Emitter-Region kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 18 und 1 10 20 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 17 und 1 10 19 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 17 und 5 10 18 cm 3 liegt. [0050] Die zweite (MOSFET-)Transistorstruktur 106 kann eine vertikale Transistorstruktur oder eine laterale Transistorstruktur sein. Zum Beispiel können die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur, die zweite Transistor-Body-Region 107 und die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur zum Beispiel vertikal zueinander in dem Halbleitersubstrat 103 gebildet oder angeordnet sein. Die zweite Transistorstruktur 106 kann eine zweite Transistor-Body-Region 107 des zweiten Leit- 5/49
fähigkeitstyps (z. B. n-typ) aufweisen, die sich innerhalb des Halbleitersubstrats 103 befindet. Die zweite Transistorstruktur 106 kann ferner eine erste Source/ Drain-Region 108 des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. p-typ) und eine zweite Source/Drain-Region 109 des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. p-typ) aufweisen. [0051] Die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur kann eine hoch dotierte Region des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine p+-region) sein und kann benachbart (z. B. direkt benachbart) zu der zweiten Transistor-Body-Region 107 gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Source/Drain- Region 108 der zweiten Transistorstruktur über der zweiten Transistor-Body-Region 107 in dem Halbleitersubstrat 103 gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur an der vorderen Seite oder an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 gebildet sein. Die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 18 und 1 10 20 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 17 und 1 10 19 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 17 und 5 10 18 cm 3 liegt. [0052] Die zweite Transistor-Body-Region 107 kann zum Beispiel um die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur herum gebildet sein. Die zweite Transistor-Body-Region 102 kann eine Dotierung eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweisen, und kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 15 cm 3 und 2 10 17 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 15 cm 3 und 5 10 16 cm 3, oder zwischen 5 10 15 cm 3 und 1 10 16 cm 3 liegt. [0053] Die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur kann benachbart (z. B. direkt benachbart) zu der zweiten Transistor-Body- Region 102 gebildet sein. Zum Beispiel kann die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur auf einer gegenüberliegenden Seite der zweiten Transistor-Body-Region 107 zu der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet sein. [0054] Die zweite Source/Drain-Region 109 kann eine hoch dotierte Region des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine hoch dotierte p+-region) sein. Zum Beispiel kann die (hoch dotierte) zweite Source/Drain- Region 109 eine Dotierstoffkonzentration (z. B. gemittelt über die Dotierungsregion) aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 18 und 1 10 20 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 17 und 1 10 19 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 17 und 5 10 18 cm 3 liegt. [0055] Die zweite Source/Drain-Region 109 kann stattdessen eine moderat dotierte Region des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine moderat dotierte p-region) sein. Die zweite Source/Drain-Region 109 kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zum Beispiel zwischen 1 10 15 cm 3 und 2 10 17 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 15 cm 3 und 5 10 16 cm 3, oder zwischen 5 10 15 cm 3 und 1 10 16 cm 3 liegt. Die Dotierung der zweiten Source/Drain-Region 109 kann der Dotierung der ersten Transistor-Body-Region 102 entsprechen. [0056] Das Halbleitersubstrat 103 kann zum Beispiel ein Teil eines Halbleiter-Chips oder Halbleiter- Wafers sein. Das Halbleitersubstrat 103 kann zum Beispiel ein auf Silizium basierendes Halbleitersubstrat, ein auf Siliziumcarbid basierendes Halbleitersubstrat, ein auf Galliumarsenid basierendes Halbleitersubstrat oder ein auf Galliumnitrid basierendes Halbleitersubstrat sein. [0057] Bei einigen Beispielen kann das Halbleitersubstrat 103 ein intrinsisch dotierter Halbleiter-(Si) -Wafer sein, z. B. kann eine durchschnittliche Anzahl von Ladungsträgern eines ersten Ladungsträgertyps (Löcher) gleich einer durchschnittlichen Anzahl von Ladungsträgern eines zweiten Ladungsträgertyps (Elektronen) sein. Bei anderen Beispielen kann das Halbleitersubstrat eine Dotierung eines ersten Leitfähigkeitstyp (z. B. p-typ) aufweisen, wo eine Mehrheit von Ladungsträgern von einem ersten Ladungsträgertyp (Löcher) sind, oder kann eine Dotierung eines zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. n-typ) aufweisen, wo eine Mehrheit von Ladungsträgern von einem zweiten Ladungsträgertyp (Elektronen) sind. [0058] Das Halbleitersubstrat 103 kann eine vordere Hauptseite 113 (oder Hauptoberfläche) des Halbleitersubstrats und eine hintere Hauptseite (oder Hauptoberfläche) 114 des Halbleitersubstrats aufweisen. Die Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats kann eine im Wesentlichen ebenflächige Ebene sein (z. B. unter Vernachlässigung einer Unebenheit der Halbleiterstruktur aufgrund des Herstellungsprozesses und von Gräben). Zum Beispiel kann eine laterale (oder horizontale) Abmessung der Hauptoberfläche des Substrats mehr als 100 Mal (oder mehr als 1000 Mal oder mehr als 10000 Mal) größer sein als eine maximale Höhe von Strukturen auf der Hauptoberfläche. Die Hauptoberfläche kann senkrecht zu einer Dicke des Halbleitersubstrats in der vertikalen Richtung sein. [0059] Die erste Elektrodenstruktur 111 (z. B. eine Anodenmetallisierung) kann zum Beispiel die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur kontaktieren. Die erste Elektrodenstruktur 111 kann eine oder mehrere Metallschichten aufweisen, die über der ersten Source/ Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet sind. Zum Beispiel kann 6/49
die erste Elektrodenstruktur 111 auf (z. B. direkt auf) der vorderen Seite oder Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 gebildet sein. [0060] Die erste Elektrodenstruktur 111 kann strukturiert sein (z. B. unter Verwendung eines Halbleiterfertigungsprozesses, wie beispielsweise Photolithographie und/oder Ätzen), um eine oder mehrere Teilstrukturen der ersten Elektrodenstruktur 111 zum Kontaktieren der Halbleiter-Dotierungsregionen, die lateral beabstandet sein können, zu umfassen. Die eine oder mehreren Teilstrukturen der ersten Elektrodenstruktur 111 können durch das erste Elektrodenmaterial elektrisch verbunden (oder allgemein verknüpft) sein, sodass die gleiche Spannung oder Strom von den Teilstrukturen der ersten Elektrodenstruktur 111 geliefert oder gezogen werden kann. Anders ausgedrückt, die eine oder mehreren Teilstrukturen können zum Beispiel die gleiche Spannung oder Strom an die erste Transistorstruktur 101 und die zweite Transistorstruktur 106 liefern. [0061] Die zweite Elektrodenregion 112 (z. B. eine Kathodenmetallisierung) kann eine Rückseiten-Metallisierungsschicht sein, die auf (z. B. direkt auf) einer hinteren Seite oder Oberfläche 114 des Halbleitersubstrats 103 gebildet ist. [0062] Die zweite Elektrodenregion 112 und die erste Elektrodenstruktur 111 können aus einer oder mehreren elektrisch leitfähigen (z. B. Metall) Schichten gebildet sein oder dieselbe(n) umfassen, die auf einer Seite des Halbleitersubstrats 103 gebildet sind und/ oder über dieselbe strukturiert sind. Zu den Beispielen möglicher Materialien der ersten Elektrodenstruktur 111 und der zweiten Elektrodenstruktur 112 gehören zum Beispiel Kupfer Cu oder Aluminium Al oder jegliche andere, geeignete, elektrisch leitfähige Materialien. [0063] Das Gate 164b der ersten Transistorstruktur kann die erste Transistor-Body-Region 102 an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats abdecken, und/oder die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats teilweise oder vollständig abdecken, und/oder die zweite Source/Drain- Region 105 der ersten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats teilweise oder vollständig abdecken. Zum Beispiel kann sich ein erster Rand des Gates 164b der ersten Transistorstruktur über oder auf (z. B. gebildet auf) der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur befinden und zum Beispiel kann sich ein zweiter Rand des Gates der ersten Transistorstruktur auf der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur befinden. Anders ausgedrückt, der erste Rand des Gates 164b der ersten Transistorstruktur kann zum Beispiel über oder auf der ersten Source/ Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur terminieren und der zweite Rand des Gates der ersten Transistorstruktur kann über oder auf der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur terminieren. [0064] Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Erstes-Gate-Isolierungsschicht 164a (z. B. eine Gate-Dielektrikumschicht oder eine Gate-Oxidschicht) aufweisen, die zwischen der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 und dem Gate 164b der ersten Transistorstruktur gebildet ist. Die Erstes-Gate-Isolierungsschicht 164a kann zum Beispiel direkt auf oder benachbart zu der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 gebildet sein und kann das Gate der ersten Transistorstruktur von dem Halbleitersubstrat 103 isolieren. Zum Beispiel kann sich ein erster Rand der Erstes- Gate-Isolierungsschicht 164a (direkt) auf (z. B. kann terminieren auf) der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur befinden und ein zweiter Rand des Gates der ersten Transistorstruktur kann sich zum Beispiel auf (z. B. kann terminieren auf) der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur befinden. Zum Beispiel erstreckt sich die Erstes-Gate-Isolierungsschicht 164a nicht, um jegliche andere Dotierungsregionen in dem Halbleitersubstrats abzudecken, zusätzlich zu dem Abdecken der ersten Transistor-Body-Region 102 an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats. und/ oder zusätzlich zu dem teilweisen oder vollständigen Abdecken der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats und/oder zusätzlich zu dem teilweisen oder vollständigen Abdecken der zweiten Source/Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats. [0065] Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner ein Gate 165b der zweiten Transistorstruktur umfassen. Ein Transistorkanal der zweiten Transistorstruktur, der durch das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur steuerbar ist, kann auf eine Kanalregion begrenzt sein, die sich zwischen der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur und der zweiten Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur befindet. [0066] Das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur kann die zweite Transistor-Body-Region 107 an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats abdecken, und/oder die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats teilweise oder vollständig abdecken, und/oder die zweite Source/Drain- Region 109 der zweiten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats teilweise oder vollständig abdecken. Zum Beispiel kann sich ein erster Rand des Gates 165b der zweiten Transistorstruktur über oder auf (z. B. terminiert auf) der 7/49
ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur befinden und zum Beispiel kann sich ein zweiter Rand des Gates 165b der zweiten Transistorstruktur auf (z. B. terminiert auf) der zweiten Source/ Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur befinden. [0067] Das Halbleiterbauelement 100 kann ferner eine Zweites-Gate-Isolierungsschicht 165a umfassen, die zwischen der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 und dem Gate 165b der zweiten Transistorstruktur gebildet ist. Die Zweites-Gate-Isolierungsschicht 165a kann zum Beispiel direkt auf oder benachbart zu der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 gebildet sein. Zum Beispiel kann sich ein erster Rand der Zweites-Gate- Isolierungsschicht 165a (direkt) auf (z. B. terminiert auf) der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur befinden und zum Beispiel kann sich ein zweiter Rand der Zweites-Gate-Isolierungsschicht 165a der zweiten Transistorstruktur auf (z. B. terminiert auf) der zweiten Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur befinden. Zum Beispiel erstreckt sich die Zweites-Gate-Isolierungsschicht 165a nicht, um jegliche andere Dotierungsregionen in dem Halbleitersubstrat abzudecken, zusätzlich zu dem Abdecken der zweiten Transistor-Body-Region 107 an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats, und/oder dem teilweisen oder vollständigen Abdecken der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats, und/ oder dem teilweisen oder vollständigen Abdecken der zweiten Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats. [0068] Der Transistorkanal der ersten Transistorstruktur, der durch das Gate 164b der ersten Transistorstruktur steuerbar ist (induziert wird), kann zum Beispiel ein (Oberflächen-)Kanal von Ladungsträgern des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. n-typ) sein. Der Transistorkanal der zweiten Transistorstruktur, der durch das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur steuerbar ist, kann zum Beispiel ein (Oberflächen-) Kanal von Ladungsträgern des ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. p-typ) sein. Anders ausgedrückt, der Transistorkanal der ersten Transistorstruktur und der Transistorkanal der zweiten Transistorstruktur können Ladungsträger unterschiedlicher oder entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen aufweisen. [0069] Die Erstes-Gate-Isolierungsschicht 164a und die Zweites-Gate-Isolierungsschicht 165a können zum Beispiel jeweils eine Siliziumdioxidschicht oder ein dielektrisches Material mit hohem k-wert (das eine dielektrische Konstante größer als Siliziumdioxid aufweist, z. B. k > 3,9) umfassen. Im Allgemeinen kann zum Beispiel die Gate-Isolierungsschicht das (elektrisch leitfähige) Gate von dem Halbleitersubstrat isolieren. [0070] Das Gate 164b der ersten Transistorstruktur kann Teil einer größeren oder erweiterten, ersten Gate-Struktur sein und das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur kann Teil einer größeren oder erweiterten, zweiten Gate-Struktur sein. Zusätzlich oder optional können die erste Gate-Struktur und die zweite Gate-Struktur mit einem gemeinsamen Gate- Anschluss verbunden sein. Zusätzlich oder optional können die erste Gate-Struktur und die zweite Gate- Struktur zum Beispiel Teil einer einzigen, gemeinsamen, elektrisch leitfähigen Struktur sein. Zum Beispiel kann die einzige, gemeinsame, elektrisch leitfähige Struktur um die erste Elektrodenstruktur 111 herum gebildet und kann von der ersten Elektrodenstruktur 111 durch elektrisch isolierendes Material elektrisch isoliert sein. Das Gate 164b der ersten Transistorstruktur und das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur können durch eine Elektrode (z. B. eine Metallelektrode) oder einen Elektrodenstapel aus einer oder mehreren elektrisch leitfähigen Schichten gebildet sein. Das Gate 164b der ersten Transistorstruktur, das Gate 165b der zweiten Transistorstruktur, die erste Gate-Struktur und die zweite Gate-Struktur können zum Beispiel stark dotiertes Polykristallin-Silizium oder Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) oder jegliche andere geeignete, elektrisch leitfähige Materialien (z. B. Metalle) aufweisen. [0071] Das Halbleiterbauelement 100 kann als eine schaltbare Transistorstruktur (wie in Fig. 1B beschrieben) implementiert sein, die verwendet werden kann, um eine Ladungsträgerkonzentration in dem Halbleiterbauelement abzustimmen oder zu variieren. Die schaltbare Transistorstruktur kann verwendet werden, um zum Beispiel die Ladungsträgerkonzentration oder Schaltgeschwindigkeit in einer Diode zu variieren. Das Halbleiterbauelement 100 kann zum Beispiel eine Anode mit höherer oder verbesserter Effizienz umfassen. [0072] Fig. 1B zeigt eine schematische Darstellung eines Halbleiterbauelements 150 gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0073] Das Halbleiterbauelement 150 kann ähnlich sein zu dem Halbleiterbauelement (z. B. 100), das in Bezug auf Fig. 1A beschrieben ist. [0074] Zusätzlich oder optional können die erste Transistor-Body-Region 102 und die zweite Source/ Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur 106 durch eine gemeinsame Halbleiter-Dotierungsregion des ersten Leitfähigkeitstyps in dem Halbleitersubstrat 103 implementiert oder gebildet sein. Anders ausgedrückt, die erste Transistor-Body-Region 102 und die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur 106 können die gleiche Do- 8/49
tierungsregion (z. B. eine erste Dotierungsregion) in dem Halbleitersubstrat 103 sein. [0075] Zusätzlich oder optional können die zweite Transistor-Body-Region 107 und die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur 101 zum Beispiel durch eine gemeinsame Halbleiter-Dotierungsregion des zweiten Leitfähigkeitstyps in dem Halbleitersubstrat 103 implementiert sein. Anders ausgedrückt, die zweite Transistor-Body-Region 107 und die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur 101 können eine gemeinschaftlich verwendete oder die gleiche Dotierungsregion (z. B. eine zweite Dotierungsregion) in dem Halbleitersubstrat 103 sein. [0076] Die zweite Dotierungsregion (die die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und die zweite Transistor-Body-Region 107 umfassen kann) kann zum Beispiel um eine Dotierungsregion herum gebildet sein oder dieselbe zumindest teilweise umgeben, die die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur einschließt (z. B. aufweist). [0077] Die erste Dotierungsregion (die die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur und die erste Transistor-Body-Region 102 sein kann) kann um die zweite Dotierungsregion (die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und die zweite Transistor-Body-Region 107) herum gebildet sein oder dieselbe zumindest teilweise umgeben. [0078] Eine Dotierungsregion, die die zweite Source/ Drain-Region 105 der ersten Transistorstruktur umfasst (z. B. aufweist), kann um eine Dotierungsregion herum gebildet sein oder dieselbe zumindest teilweise umgeben, die die zweite Source/Drain-Region 109 der zweiten Transistorstruktur umfasst (z. B. aufweist). [0079] Zusätzlich oder optional kann das Halbleiterbauelement ferner eine Feldstopp-Region (oder - schicht) des zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen, die zwischen der Drift-Region und der Emitter-Region gebildet ist. Die Feldstopp-Region kann zum Beispiel eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die höher ist als die Dotierstoffkonzentration der Drift-Region, aber niedriger als die Dotierstoffkonzentration der Emitter- Region. [0080] Das Halbleiterbauelement 150 kann ferner eine Diodenstruktur 161 aufweisen, die eine Anode mit geringerer Effizienz umfassen kann. Die Diodenstruktur 161 kann eine erste Dioden-Dotierungsregion 162 des ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Dioden-Dotierungsregion 163 des zweiten Leitfähigkeitstyps innerhalb des Halbleitersubstrats 103 umfassen. Die erste Dioden-Dotierungsregion 162 des ersten Leitfähigkeitstyps und die zweite Dioden- Dotierungsregion 163 des zweiten Leitfähigkeitstyps können benachbart zueinander gebildet sein, um eine p-n-übergang-diode zu bilden. [0081] Die erste Dioden-Dotierungsregion 162 kann knapp unterhalb der vorderen Oberfläche 113 oder näher an der vorderen Seite des Halbleitersubstrats gebildet sein als die zweite Dioden-Dotierungsregion 163. Die erste Dioden-Dotierungsregion 162 kann mit der ersten Elektrodenstruktur 111 elektrisch verbunden sein, die benachbart zu oder auf (z. B. direkt auf) der ersten Dioden-Dotierungsregion 162 gebildet sein kann. Die erste Dioden-Dotierungsregion 162 kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, die zwischen 1 10 15 und 1 10 17 cm 3, oder z. B. zwischen 5 10 15 und 1 10 17 cm 3, oder z. B. zwischen 1 10 16 und 1 10 17 cm 3 liegen kann. [0082] Die zweite Dioden-Dotierungsregion 163 und die zweite Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur können durch eine gemeinsame Halbleiter-Dotierungsregion (z. B. die Bulk-Drift-Region) des zweiten Leitfähigkeitstyps implementiert sein. Die zweite Dioden-Dotierungsregion 163 und die zweite Source/Drain-Region der ersten Transistorstruktur können ferner zum Beispiel die Emitter-Region des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. eine hoch dotierte n +-Region) umfassen. [0083] Durch Betreiben der Diode (z. B. der Diodenstruktur 161) in der Durchlassrichtung und z. B. durch eine Gate-Anoden-Spannung von 0 V) kann ein positiver Spannungsabfall in der Drift-Region aufgrund der aktuell aktiven Teilanode erreicht werden (z. B. kann die Diodenstruktur 161 vorwärts vorgespannt sein). In dem Durchlassspannungszustand kann die erste Elektrodenstruktur eine Spannung von 0 V aufweisen, und die zweite Elektrodenstruktur kann eine Spannung aufweisen, die zum Beispiel von 5 V bis 100 V reicht. Die Struktur (z. B. Halbleiterbauelement) kann in einem bipolaren Modus mit aktivierter Spannungssperrfähigkeit sein, und die Ladungsträgerkonzentration kann moderat sein. Die Struktur kann in einem sperrfähigen Hochgeschwindigkeits -Zustand sein. [0084] Wenn die Potentialdifferenz zwischen der n- Plus-Region (z. B. der ersten Source/Drain-Region 104) und dem Gate 164b der ersten Transistorstruktur eine Schwellenspannung des ersten Transistors überschreitet (z. B. ist eine Gate-Anoden-Spannung größer als oder gleich +5 V), kann ein (Oberflächen- )Kanal von Ladungsträgern eines zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. ein n-kanal) in der p+-region (z. B. in der ersten Transistor-Body-Region 102) gebildet werden. Die Struktur (z. B. Halbleiterbauelement) kann in einem unipolaren Modus mit deaktivierter Spannungssperrfähigkeit sein, und die Ladungsträgerkonzentration kann niedrig sein. Durch die positive Gate- 9/49
Anoden-Spannung kann die Struktur zum Beispiel in einem unipolaren Modus (Ultrahochgeschwindigkeitsmodus) ohne Spannungssperrfähigkeit gebracht werden. Zum Beispiel kann ein Fluss eines Elektronenstroms entlang des n-kanals zwischen der zweiten Source/Drain-Region 105 des ersten Transistors und der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur aktiviert werden, wodurch die Ladungsträgerkonzentration innerhalb der Drift-Region 105 reduziert wird. Dort kann sich eine besonders niedrige Ladungsträgerkonzentration ergeben und somit kann ein Ultrahochgeschwindigkeitsschalten erreicht werden. [0085] Der sperrfähige Hochgeschwindigkeits -Zustand muss vor der Sperrverzögerung wieder eingestellt werden, zum Beispiel durch Anlegen einer Gate-Anoden-Spannung unterhalb der Schwellenspannung des ersten Transistors (zum Beispiel durch Anlegen einer Gate-Anoden-Spannung von 0 V). Während der Sperrverzögerung ist eine Sperrspannung zwischen der ersten Elektrodenstruktur 111 und der zweiten Elektroden-Region 112 angelegt. Zum Beispiel kann eine Spannung von 0 V an der ersten Elektrodenstruktur angelegt sein und eine Spannung von 600 V bis 6500 V kann zum Beispiel an der zweiten Elektrodenregion angelegt sein. [0086] Für eine Gate-Anoden-Spannung unterhalb der Schwellenspannung des zweiten Transistors (z. B. 15 V) kann ein (Oberflächen-)Kanal von Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. ein p-kanal) in der n-plus-region (z. B. der zweiten Transistor-Body-Region 107) gebildet sein. Dies kann zum Beispiel zu einer erhöhten Ladungsträgerkonzentration (z. B. von Elektronen und Löchern) in der Drift- Region führen. Die Anode kann mit höherer Effizienz gekoppelt sein (z. B. kann die erste Elektrodenstruktur eine Spannung von 0 V aufweisen und die zweite Elektrodenstruktur kann eine Spannung aufweisen, die von 1 V bis 3 V reicht) und die Diode kann in einem Zustand höherer Ladungsträgerkonzentration sein ( niedrige Sättigungsspannung oder Niedrigsättigungs -Zustand [low sat = low saturation = niedrige Sättigung]. [0087] Die schaltbare Struktur der Diode kann optional mit einer Anodenmetallisierung oder mit vielen Anodenmetallisierungen und einer gemeinsamen p+- Region erreicht werden. Bei einigen Beispielen liegt die Kontaktschicht auf der Oberfläche oder kann teilweise in die n+-region hineinragen. Bei einigen Beispielen kann ein Schottky-Kontakt zur Verbindung der n+-region verwendet werden. Bei einigen Beispielen kann die steuerbare Diode als eine Graben- Variante oder eine gemischte Graben/Planar-Variante realisiert sein. [0088] Die (vorstehend und nachstehend) beschriebenen Beispiele können in Bezug auf eine Diode (z. B. eine Diodenstruktur 161) angewendet werden, die Spannungen in dem Hochgeschwindigkeitszustand und den Niedrigsättigungszuständen aufnehmen kann und die eine große Ausbreitung der Ladungsträgerkonzentration zwischen dem Hochgeschwindigkeits- und dem Niedrigsättigungs-Zustand und zugleich eine höhere Latch-up-Stärke erreichen kann. Dies kann zum Beispiel durch eine Trennung der Strompfade für Elektronenstrom und Lochstrom in der schaltbaren Struktur erreicht werden. [0089] Die Parallelschaltung der aktuell aktiven Teilanode mit geringer Emittereffizienz und einer schaltbaren Struktur über dem MOS-Kanal ermöglicht drei Zustände mit unterschiedlichen Ladungsträgerkonzentrationen. [0090] Höhere Spannungsklassen in dem Kilovolt- Bereich (kv-bereich) können eine unbefriedigende Anodeneffizienz aufweisen. Die Anodeneffizienz bei Dioden kann gesteuert werden durch Einstellen eines Gate-Anschlusses von einem Zustand niedriger Durchlassspannung (niedrige Sättigungsspannung) zu einem Zustand geringer Speicherungsladung (Hochgeschwindigkeit) vor der Sperrverzögerung. Zum Beispiel kann es möglich sein, die Body- Diode eines MOSFET als eine steuerbare Diode und den MOSFET als einen ersten Transistor zu verwenden. Die Diode kann zwei Zustände aufweisen. In dem Hochgeschwindigkeitszustand kann die Diode unipolar betrieben sein. Man erreicht eine sehr kleine Speicherungsladung, aber die Diode kann in diesem Zustand keine Sperrspannung empfangen. Sie kann in den Niedrigsättigungs -Zustand gebracht werden, was ein Sperren während der Sperrverzögerung ermöglicht, was dann verursacht, dass sie etwas ihrer funktionalen Leistungsfähigkeit durch Erhöhen der Sperrerholungsladung verliert. [0091] Eine andere Diode kann zum Beispiel einen zusätzlichen Steuer-Body aufweisen oder verwenden. Die Diode kann in zwei Spannungsschaltzuständen betrieben sein. Allerdings ist zum Beispiel die realisierbare Ausbreitung zwischen dem Hochgeschwindigkeits - und dem Niedrigsättigungs -Zustand nicht zu groß. [0092] Eine andere permanent aktive Teilanode mit geringer Emittereffizienz (höherer Übertragungswiderstand) kann verwendet werden, um eine schaltbare Struktur mit hoher Effizienz über einen MOS-Kanal zu schalten. Die Diode kann in zwei Spannungsschaltzuständen betrieben sein und kann eine größere Ausbreitung der Ladungsträgerkonzentration zwischen dem Hochgeschwindigkeits - und dem Niedrigsättigungs -Zustand erlauben. Allerdings erreicht die Struktur nicht zwingend eine zufriedenstellende Latch-Stärke bei höherer Stromdichte. 10/49
[0093] Eine oder mehrere dieser Herausforderungen können durch die hierin (vorstehend und nachstehend) beschriebenen Beispiele umgangen werden. [0094] Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vorstehend oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in Fig. 1B gezeigten Ausführungsbeispiele können ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren, vorstehend (z. B. Fig. 1A) oder nachstehend (z. B. Fig. 2 bis Fig. 1) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind. [0095] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Halbleiterbauelements 200 mit einer Grabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0096] Das Halbleiterbauelement 200 kann ähnlich sein zu den Halbleiterbauelementen, die in Bezug auf Fig. 1A und Fig. 1B beschrieben sind. Das Halbleiterbauelement 200 kann eine Diodenstruktur mit tieferen Anodenmetallisierungen umfassen. [0097] Zusätzlich oder optional kann das Halbleiterbauelement 200 eine Grabenstruktur 215 aufweisen, die in dem Halbleitersubstrat 103 gebildet ist. Die Grabenstruktur 215 kann in dem Halbleitersubstrat 103 zum Beispiel durch Entfernen von Halbleitersubstratmaterial aus der ersten Source-Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und/oder der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet sein. Die Grabenstruktur 215 kann eine Grabentiefe aufweisen, die sich in das Halbleitersubstrat 103 erstreckt und die weniger sein kann als eine Tiefe der zweiten Dotierungsregion (der zweiten Transistor-Body-Region 107 und der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur 101) von der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats. [0098] Die Grabenstruktur 215 kann zum Beispiel innerhalb zumindest einer von der ersten Source/ Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet sein. Die Grabenstruktur 215 kann direkt benachbart zu der zweiten Dotierungsregion sein (z. B. kann die Grabenstruktur 215 direkt benachbart zu der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur sein). Ferner kann die Grabenstruktur 215 zum Beispiel direkt benachbart zu der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur sein. [0099] Zumindest ein Teil der ersten Elektrodenstruktur 111 kann in der Grabenstruktur 215 gebildet sein, die innerhalb zumindest einer von der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet ist. Zumindest ein Teil der ersten Elektrodenstruktur 111 kann eine erste Elektroden-Graben-Struktur 111a umfassen, die sich auf den Teil der ersten Elektrodenstruktur bezieht, der innerhalb der Grabenstruktur 215 gebildet ist. [0100] Die erste Elektrodenstruktur 111 kann in der Grabenstruktur 215 durch Abscheiden von elektrisch leitfähigem Material in die Grabenstruktur 215 gebildet sein. Der Teil der ersten Elektrodenstruktur 111 innerhalb der Grabenstruktur 215 (die erste Elektroden-Graben-Struktur 111a) kann zum Beispiel zumindest teilweise durch die erste Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und die erste Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur umgeben sein. Weitere Teile der ersten Elektrodenstruktur können auf der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats, z. B. auf Abschnitten der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und den Abschnitten der ersten Source/Drain-Region 108 der zweiten Transistorstruktur gebildet sein, die an der vorderen Oberfläche 113 des Halbleitersubstrats 103 liegen. [0101] Die erste Elektrodenstruktur 111, die in der Grabenstruktur 215 gebildet ist, kann den Latch-up in dem Halbleiterbauelement durch Reduzieren des Widerstands, der durch den Elektronenfluss in die erste Elektrodenstruktur 111 erfahren wird, verbessern. [0102] Weitere Einzelheiten und Aspekte sind in Verbindung mit den vorstehend oder nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt. Die in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiele können ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren, vorstehend (z. B. Fig. 1A bis Fig. 1B) oder nachstehend (z. B. Fig. 3 bis Fig. 17) beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnt sind. [0103] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Halbleiterbauelements 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. [0104] Das Halbleiterbauelement 300 kann ähnlich sein zu den Halbleiterbauelementen, die in Bezug auf Fig. 1A bis Fig. 2 beschrieben sind. Das Halbleiterbauelement 300 kann zum Beispiel eine Diode mit einer Schottky-kontaktierten n+-region umfassen. [0105] Zusätzlich oder optional kann das Halbleiterbauelement 300 eine leicht dotierte Region 316 des zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. n-region) aufweisen, die sich zum Beispiel zwischen der ersten Source/Drain-Region 104 der ersten Transistorstruktur und der ersten Elektrodenstruktur 111 befindet. 11/49