DE102005038441A1 - Feldeffekthalbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feldeffekthalbleiterbauelement (1) mit Bipolartransistorstruktur (2) in einem Halbleiterkörper (3) sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Der Halbleiterkörper (3) besteht aus einem schwachdotierten oberen Bereich (4) eines ersten Leitungstyps als Basiszone (5) und einem unteren hochdotierten Bereich (6) als Emitterzone (7) mit einem zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyp. Zwischen Basiszone (5) und Emitterzone (7) bildet sich ein horizontaler pn-Übergang (8) aus. Die Emitterzone (7) steht mit einer großflächigen Emitterelektrode (E) auf der Rückseite des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) in Ohmschen Kontakt. Auf der Oberseite (11) des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) ist eine erste isolierte Gateelektrode (G¶1¶) und eine zweite isolierte Gateelektrode (G¶2¶) benachbart im oberflächennahen Bereich angeordnet. Eine von dem oberen Bereich isolierte vertikale pn-Übergangszone (14) ist derart angeordnet, dass eine Kollektorzone (15) und die Basiszone (5) der Bipolartransistorstruktur (2) über die elektrisch getrennt angeordneten isolierten Gateelektroden (G¶1¶ und G¶2¶) steuerbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Feldeffekthalbleiterbauelement mit Bipolartransistorstruktur in einem Halbleiterkörper und ein Verfahren zur Herstellung des Feldeffekthalbleiterbauelements.
  • Ein derartiges Feldeffekthalbleiterbauelement mit Bipolartransistorstruktur ist aus der Druckschrift US 6,627,961 B1 bekannt und umfasst in einem Halbleiterkörper eine Bipolarstruktur in Form einer diskreten IGBT-Struktur (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) und einem Leistungs-MOSFET, wobei das Flächenverhältnis zwischen dem Bereich des MOSFET-Halbleiterkörpers und des Bereichs IGBT-Halbleiterkörpers etwa 25 Prozent beträgt. Dabei wechseln sich die beiden Strukturen alternierend in lateraler Richtung untereinander ab und überlappen sich in Bezug auf ihre p+-Injektionsgebiete und ihre n+-Kontaktbereiche im bodennahen Bereich des Halbleiterkörpers. Dabei wird ein Abstand zwischen der MOSFET- und der IGBT-Struktur, vorzugsweise von einer Minoritätsladungsträgerdiffusionslänge, die zwischen 50 und 100 Mikrometern für ein 1500 V Bauteil liegt, eingehalten.
  • Der Nachteil dieses Hochspannungs-MOSFET-geschalteten Halbleiterbauteils liegt in dem hohen Flächenbedarf, der sich aus dem relativ großen Abstand zwischen der MOSFET-Struktur und der IGBT-Struktur ergibt.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Feldeffekthalbleiterbauelement mit Bipolartransistorstruktur in einem Halbleiterkörper zu schaffen, das die Vorteile der Kombination einer MOSFET-Struktur und einer IGBT-Struktur nutzt, jedoch kompakter aufgebaut ist, und damit den Halbleiterkörper besser nutzt, als es vom Stand der Technik her bekannt ist.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Feldeffekthalbleiterbauelement mit Bipolartransistorstruktur in einem Halbleiterkörper geschaffen, der aus einem schwachdotierten oberen Bereich eines ersten Leitungstyps als Basiszone und einem unteren hochdotierten Bereich als Emitterzone eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps aufgebaut ist. Dabei erstreckt sich ein durchgängig horizontaler pn-Übergang zwischen den beiden Bereichen, wobei die Emitterzone mit einer großflächigen Elektrode auf der Rückseite des Feldeffekthalbleiterbauelements in Ohm'schem Kontakt steht. Auf der Oberseite des Feldeffekthalbleiterbauelements ist eine erste isolierte Gateelektrode und eine zweite isolierte Gateelektrode benachbart zu einem oberflächennahen von dem oberen Bereich isolierten vertikalen pn-Übergang derart angeordnet, dass eine Kollektorzone und die Basiszone der Bipolartransistorstruktur über die elektrisch getrennt angeordneten isolierten Gateelektroden steuerbar sind.
  • Dieses Feldeffekthalbleiterbauelement hat den Vorteil, dass die eine der isolierten Gateelektroden die Basiszone aktiviert und die andere der isolierten Gateelektroden die Kollektorzone aktiviert. Zur Aktivierung der Basiszone werden Majoritätsladungsträger von der vertikalen pn-Übergangszone bei entsprechendem Potential an dem ersten isolierten Gate in die Basiszone injiziert, während durch ein geeignetes Potential an dem zweiten isolierten Gate über den Kollektor-pn-Übergang Minoritätsladungsträger, die von der Emitterzone des durchgeschalteten horizontalen pn-Übergangs in die Basiszone injiziert werden, von der Kollektorzone im oberflächennahen Bereich des Feldeffekthalbleiterbauelements abgezogen werden.
  • Voraussetzung für das Funktionieren dieser neuartigen Feldeffekthalbleiterbauelementstruktur ist es, dass über die zweite Gateelektrode zunächst die Kollektorzone aktiviert wird, und über die erste Gateelektrode dann die aktivierte Basiszone den Strom vom Emitter zum Kollektor dieses neuen Feldeffekthalbleiterbauelements steuert. Voraussetzung für die Funktion eines derartigen Feldeffekthalbleiterbauelements ist es, dass die vertikale pn-Übergangszone im oberflächennahen Bereich von dem oberen Bereich des Halbleiterkörpers elektrisch isoliert ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steuert die erste isolierte Gateelektrode einen MOS-Kanal des ersten Leitungstyps und versorgt bei Betrieb des Feldeffekthalbleiterbauelements die Basiszone mit Majoritätsladungsträgern. Diese Majoritätsladungsträger werden über den MOS-Kanal mit Hilfe der ersten isolierten Gateelektrode gesteuert. Von der vertikalen pn-Übergangszone, die isoliert von der Basiszone angeordnet ist und gleichzeitig von der Kollektorelektrode versorgt wird, werden die Majoritätsladungsträger für die Basiszone bereitgestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steuert die zweite isolierte Gateelektrode einen MOS-Kanal des komplementären Leitungstyps und zieht beim Betrieb des Feldeffekthalbleiterbauelements Majoritätsladungsträger von einer komplementär zu der Basiszone dotierten Kollektorzone ab, wozu ein Kollektor-pn-Übergang im oberen Bereich des Halbleiterkörpers in Sperrrichtung betrieben wird, sodass die vom Emitter, und somit von der Rückseite des Halbleiterkörpers in die Basiszone injizierten Minoritätsladungsträger von dem Kollektor-pn-Übergang abgesogen werden. Wenn somit der MOS-Kanal für den Kollektor und der MOS-Kanal für die Basiszone durchgeschaltet sind, so kann ein großer Emitterstrom durch die schwach dotierte Basiszone zum Kollektor diffundieren.
  • Die von dem oberen Bereich isolierte, vertikale pn-Übergangszone weist ein hochdotiertes Gebiet des ersten Leitungstyps und ein angrenzendes hochdotiertes Gebiet des zweiten Leitungstyps auf, wobei beide Gebiete der vertikalen pn-Übergangszone durch eine Kollektorelektrode elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch ist es möglich, dass die Kollektorelektrode sowohl den einen MOS-Kanal, als auch den komplementär dotierten MOS-Kanal mit entsprechenden Ladungsträgern versorgt.
  • Vorzugsweise wirkt somit die erste isolierte Gateelektrode mit einer MOS-Kanalstruktur des ersten Leitungstyps zusammen, die eine von dem oberen Bereich bzw. der Basiszone isolierte Bodyzone des komplementären Leitungstyps ausweist. Dazu grenzt die Bodyzone an einen hochdotierten Bereich der Basiszone, der in die Minoritätsladungsträgerdiffusionszone aus schwach dotiertem Material des ersten Leitungstyps im oberen Bereich des Halbleiterkörpers übergeht. Somit ist gewährleistet, dass die Basiszone über das isolierte erste Gate, das auf die Bodyzone des komplementären Leitungstyps einwirkt, gesteuert werden kann.
  • Die zweite isolierte Gateelektrode wirkt mit einer MOS-Kanalstruktur des komplementären Leitungstyps zusammen, die ihrerseits eine von dem oberen Bereich bzw. von dem Basisbereich isolierte Bodyzone des ersten Leitungstyps aufweist. Diese Bodyzone grenzt an eine hochdotierte Kollektorzone des komplementären Leitungstyps an, welche mit der Basiszone einen oberen horizontalen pn-Übergang aufweist. Dieser in Sperrrichtung geschaltete Kollektor-pn-Übergang nimmt die vom Emitter injizierten Minoritätsladungsträger der Basiszone auf und leitet sie über die Bodyzone des ersten Leitungstyps zu der Kollektorelektrode.
  • Das erfindungsgemäße Halbleiterbauteil hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass lediglich der oberflächennahe Bereich strukturiert ist, während der rückseitennahe Bereich des Feldeffekthalbleiterbauelements homogen, ohne jede Strukturierung aufgebaut ist, was die Herstellungsverfahren eines derartigen Halbleiterbauelements erleichtert und eine kostengünstige Fertigung ermöglicht.
  • Das Feldeffekthalbleiterbauelement kann auf seiner Oberseite in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Verzögerungsschaltung aufweisen. Diese Verzögerungsschaltung ist mit der Verdrahtungsstruktur des Feldeffekthalbleiterbauelements auf der Oberseite derart verbunden, dass zuerst der MOS-Kanal des komplementären Leitungstyps zur Kollektorzone hin durchgeschaltet ist, und erst verzögert der MOS-Kanal des ersten Leitungstyps zum hochdotierten Bereich der Basiszone durchgestellt wird. Dieses Verzögerungsglied sorgt somit dafür, dass das Feldeffekthalbleiterbauelement auf Steuersignale an der ersten Elektrode reagieren kann, da die Kollektorzone bereits voll funktionsfähig ist.
  • Ein Verfahren zur Herstellung von Feldeffekthalbleiterbauelementen mit Bipolartransistorstruktur in einem Halbleiterkörper, der aus einem schwachdotierten oberen Bereich eines ersten Leitungstyps als Basiszone und einem unteren hochdotierten Bereich als Emitterzone eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären Leitungstyps aufgebaut ist, weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Halbleiterwafer aus monokristallinem Silizium mit hoher Störstellenkonzentration des komplementären Leitungstyps als Emitterzone mit in Zeilen und Spalten angeordneten Halbleiterchippositionen hergestellt. Anschließend wird auf diesem hochdotierten Substrat eine schwachdotierte Epitaxieschicht als Basiszone des ersten Leitungstyps auf dem Halbleiterwafer abgeschieden.
  • Danach werden selektiv Isolationszonen in oberflächenahen Bereichen der Epitaxieschicht eingebracht. Danach werden selektiv die oberflächennahen Bereiche oberhalb der eingebrachten Isolationszonen zu MOS-Kanalstrukturen des ersten Leitungstyps und des komplementären Leitungstyps dotiert, sodass sich entsprechende Bodyzonen ausbilden. Anschließend erfolgt ein selektives Dotieren der oberflächennahen Bereiche, benachbart zu den eingebrachten Isolationszonen, zu hochdotierten Kollektorzonen mit komplementärem Leitungstyp und zu hochdotierten Basiskontaktzonen mit erstem Leitungstyp unter gleichzeitigem Ausbilden der vertikalen pn-Übergangszonen oberhalb der Isolationszonen.
  • Anschließend wird auf die MOS-Kanalzonen selektiv ein Gateoxid aufgebracht. Schließlich können Gateelektroden und Kollektorelektroden auf der Oberseite des Halbleiterwafers in den Halbleiterchippositionen abgeschieden werden. Danach erfolgt das Aufbringen einer Verdrahtungsstruktur in den Halbleiterchippositionen und anschließend das Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips. Abschließend werden die Halbleiterchips zu Feldeffekthalbleiterbauelementen mit entsprechenden Außenkontakten und internen Verdrahtungsleitungen verpackt.
  • Dieses verfahren hat den Vorteil, dass durch oberflächennahe Bearbeitung komplementäre MOS-Strukturen auf der schwachdotierten Basiszone einer Bipolartransistorstruktur aufgebracht werden. Dazu werden die MOS-Strukturen in vorteilhafter Weise weitestgehend durch eine vergrabene Isolationsschicht von der Basiszone der bipolaren Transistorstruktur elektrisch getrennt. Somit wird eine klare Funktionstrennung zwischen einem ersten isolierten Gate, welches das isolierte Gate des Bipolartransistors darstellt, und einem isolierten Gate, welches dazu dient, die Kollektorzone des Bipolartransistors zuzuschalten, geschaffen.
  • In einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird zum Einbringen von oberflächennahen Isolationszonen eine Ionenimplantation von Sauerstoffionen oder Stickstoffionen oder Kohlenstoffionen durchgeführt. Dabei wird die Ionendichte und die Ionenenergie so eingestellt, dass ein Maximum an Sauerstoffionen oder Stickstoffionen oder Kohlenstoffionen in einer von der Oberfläche des Halbleiterkörpers um mindestens 0,3 bis 3 μm entfernten Schicht entsteht, sodass sich Zonen aus Siliziumdioxid, Siliziumnitrid und/oder Siliziumkarbid als Isolationszonen ausbilden, während darüber nach Rekristallisationszyklen monokristallines Siliziummaterial verbleibt. Anstelle von Isolationszonen können auch selektiv oberflächennahe Hohlräume vorgesehen werden, um die Isolation der oberflächennahen Strukturen von der Basiszone der Bipolartransistorstruktur elektrisch zu isolieren.
  • Zum selektiven Aufbringen eines Gateoxids auf den MOS-Kanalzonen wird die Halbleiterwaferoberseite thermisch oxidiert und anschließend mittels Photolithographie strukturiert, sodass gewährleistet ist, dass sowohl die erste isolierte Gateelektrode, als auch die zweite isolierte Gateelektrode exakt in den Bereichen entstehen, die zum Durchschalten der Kollektorzone bzw. der Basiszone erforderlich sind.
  • Vorzugsweise erfolgt das selektive Dotieren mittels Ionenimplantation durch Ionenimplantationsmasken, an die sich thermische Rekristallisations- und Diffusionsschritte anschließen. Damit wird gewährleistet, dass die von Ionenstrahlen gestörten Kristallbereiche des Siliziums wieder zu monokristallinen Zonen mit Dotierstoffkonzentrationen auf Substitutionsgitterplätzen ausheilen.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der Erfindung vorgeschlagen wird, den Minoritätsladungsträgerstrom auf der Kollektorseite durch einen MOS-Schalter zu führen. Als Schalter wird ein p-Kanal-MOS-Transistor eingesetzt. Dazu wird in einen Halbleiterkörper eine vergrabene isolierte Schicht eingebaut, die es erlaubt, eine örtlich getrennte Injektion von Majoritätsladungsträgern in die Basis des pnp- bzw. ein Absaugen der Minoritätsladungsträger aus der Basis zu ermöglichen. Diese vergrabene isolierte Schicht kann beispielsweise aus Siliziumdioxid, oder auch aus einem Hohlraum bestehen. Auch jeder andere Isolator, der eine ausreichende Passivierung der Grenzfläche zum Silizium erlaubt, kann hier eingesetzt werden. Im eingeschalteten Zustand des IGBT ergibt sich über die Basiszone des IGBT eine konstante Minoritätsladungsträgerdichte und damit eine höhere Leitfähigkeit, solange die Rekombination vernachlässigbar ist.
  • In einem bevorzugen Ausführungsbeispiel werden der n-Kanal- und der p-Kanaltransistor jeweils gleichzeitig ein- bzw. ausgeschaltet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es jedoch für das Schaltverhalten des IGBT vorteilhaft sein, wenn die beiden MOS-Transistoren zu unterschiedlichen Zeiten ein- und ausgeschaltet werden, sodass vorzugsweise zum Abschalten des IGBT der p-Kanaltransistor der Kollektorzone etwas früher geschaltet wird. Dieses wird durch getrennte Ansteuerung des IGBT oder durch ein Verzögerungsglied zwischen den beiden isolierten Gates der MOS-Transistoren erreicht.
  • Ein weiterer Vorteil des neuen Feldeffekthalbleiterbauelements besteht darin, dass die Stellen auf der Kollektorseite für die Injektion der Majoritätsladungsträger bzw. zum Absaugen der Minoritätsladungsträger sich an unterschiedlichen Orten befinden. Somit kann das p-Gebiet gegenüber herkömmlichen IGBT-Strukturen möglichst niederohmig und großflächig gestaltet werden, was zu kürzeren Abschaltzeiten führt.
    •
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
  • 1 zeigt ein Feldeffekthalbleiterbauelement 1 mit Bipolartransistorstruktur 2 in einem Halbleiterkörper 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Halbleiterkörper 3 besteht aus einem hochdotierten p–-leitenden monokristallinen Siliziumsubstrat, das den unteren hochdotierten Bereich 6 mit komplementärem Leitungstyp p+ bildet. Dieser hochdotierte untere Bereich 6 mit komplementärem Leitungstyp p+ bildet die Emitterzone 7 der Bipolartransistorstruktur 2 mit einer großflächigen Emitterelektrode 9 für einen Emitteranschluss E auf der Rückseite 10 des Feldeffekthalbleiterbauelements 1. Auf dem unteren hochdotierten Bereich 6 ist ein schwachdotierter n–-leitender oberer Bereich 4 des ersten Leitungstyps angeordnet, der die Basiszone 5 des bipolaren Transistors bildet. Ein horizontaler Emitter pn-Übergang 8 bildet sich zwischen dem hochdotierten unteren Bereich 6 und dem schwachdotierten oberen Bereich 4 aus. Zwischen dem schwachdotierten oberen Bereich 4 der Basiszone 5 und der Oberseite 31 des Halbleiterkörpers 3 ist ein oberflächennaher Bereich 28 angeordnet.
  • Dieser oberflächennahe Bereich 28 ist von dem oberen Bereich 4 teilweise durch eine Isolationszone 27 elektrisch getrennt. Diese Isolationszone 27 kann Siliziumdioxid, Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid aufweisen, oder auch durch einen Hohlraum gebildet sein. Die schwachdotierte n–-leitende Basiszone 5 ist mit einem oberseitennahen hochdotierten n+-leitenden Bereich 22 der Basiszone 5 verbunden, der teilweise in die Basiszone 5 hineinragt. Außerdem ragt in die Basiszone 5 ein Kollektor-pn-Übergang 24 hinein, der durch eine hochdotierte p+-leitende Kollektorzone 15 im oberflächennahen Bereich 28 gebildet wird. In dem oberflächennahen Bereich 28 oberhalb der Isolationszone 27 ist ein durch eine Kollektorelektrode 20 überbrückter vertikaler pn-Übergang 14 aus hochleitenden p+- und n+-Gebieten 18 und 19 gebildet. Bei entsprechendem Kollektorpotential an der Kollektorelektrode 20 und einem durchgeschalteten ersten isolierten Gate G1 bildet sich in einer p-leitenden Bodyzone 21 ein N-MOS-Kanal 16 aus, der die Basiszone 5 mit Majoritätsladungsträgern über einen hochdotierten Anschlussbereich 22 versorgt.
  • Andererseits bildet sich ein p-MOS-Kanal 17 über einer n-leitenden Bodyzone 23 im oberseitennahen Bereich 28 aus, der von der Kollektorzone 15 Ladungsträger abzieht und somit die Minoritätsladungsträger der Basiszone 5, die von dem horizon talen Emitter-pn-Übergang zwischen dem p+-leitenden Substrat und der Basiszone 5 zu dem Kollektor-pn-Übergang 24 diffundieren, aufnimmt. Mit diesem Feldeffekthalbleiterbauelement 1 wird erreicht, dass nicht nur die Basis über das erste isolierte Gate G1 steuerbar ist, sondern auch der Kollektor K über das zweite isolierte Gate G2 gesteuert werden kann. Dadurch können die Schaltvorgänge gegenüber herkömmlichen IGBT-Strukturen erheblich verkürzt werden, was den Vorteil dieses Feldeffekthalbleiterbauteils 1 ausmacht.
  • Zur Ausbildung der komplementären MOS-Strukturen mit einem n-Kanal-MOS-Bauteil und einem p-Kanal-MOS-Bauteil sind oberhalb der Isolationszonen 27 wie oben erwähnt eine n-Bodyzone 23 und eine p-Bodyzone 21 angeordnet. Dabei erstreckt sich das erste Gate G1 mit seiner ersten isolierten Gateelektrode 12 über die p-Bodyzone 21 und das zweite Gate G2 mit seiner zweiten isolierten Gateelektrode 13 über das zweite n-leitende Bodygebiet 23. Die Gateelektroden 12 und 13 sind durch ein Gateoxid 29 auf der Oberseite 31 des Halbleiterkörpers 3 von dem oberseitennahen Bereich 28 des Halbleiterkörpers 3 isoliert.
  • Auf der Oberseite 11 des Feldeffekthalbleiterbauelements 1 ist eine Verdrahtungsstruktur 25 mit Leiterbahnen angeordnet, welche die Kollektorelektroden 20 zu einem Kollektoranschluss K verbindet und die Gateelektroden 12 zu einem ersten Gateanschluss G1 und die Gateelektroden 13 zu einem zweiten Gateanschluss G2 verbindet. Die Gateelektroden G1 und G2 können gleichzeitig aktiviert werden, oder mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung 26 nacheinander aktiviert werden, um noch schnellere Schaltvorgänge durchführen zu können.
    • 1
    Feldeffekthalbleiterbauelement
    2
    Bipolartransistorstruktur
    3
    Halbleiterkörper
    4
    schwachdotierter oberer Bereich
    5
    Basiszone
    6
    unterer hochdotierter Bereich mit komplementärem Leitungstyp
    7
    Emitterzone
    8
    horizontaler pn-Übergang (Emitter-pn-Übergang)
    9
    großflächige Elektrode (Emitterelektrode)
    10
    Rückseite des Feldeffektbauelements
    11
    Oberseite des Feldeffektbauelements
    12
    erste isolierte Gateelektrode
    13
    zweite isolierte Gateelektrode
    14
    vertikaler pn-Übergang
    15
    Kollektorzone
    16
    n-MOS-Kanal für Basiszone
    17
    p-MOS-Kanal für Kollektorzone
    18
    hochdotiertes Gebiet des ersten Leitungstyps
    19
    hochdotiertes Gebiet des zweiten Leitungstyps
    20
    Kollektorelektrode
    21
    Bodyzone des komplementären Leitungstyps
    22
    hochdotierter Anschlussbereich der Basiszone
    23
    Bodyzone des ersten Leitungstyps
    24
    Kollektor-pn-Übergang
    25
    Verdrahtungsstruktur
    26
    Verzögerungsschaltung
    27
    Isolationszonen
    28
    oberflächennaher Bereich
    29
    Gateoxid
    31
    Oberseite des Halbleiterkörpers
    E
    Emitter
    G1
    erstes Gate (n-MOS-Kanal)
    G2
    zweites Gate (p-MOS-Kanal)
    K
    Kollektor

Claims (13)

  1. Feldeffekthalbleiterbauelement (1) mit Bipolartransistorstruktur (2) in einem Halbleiterkörper (3), der aus einem schwachdotierten oberen Bereich (4) eines ersten Leitungstyps (n) als Basiszone (5), und einem unteren hochdotierten Bereich (6) als Emitterzone (7) eines zu dem ersten Leitungstyp (n) komplementären Leitungstyp (p) aufgebaut ist, wobei sich ein pn-Übergang (8) zwischen den beiden Bereichen (4 und 6) horizontal erstreckt, und wobei die Emitterzone (7) mit einer großflächigen Elektrode (E) auf der Rückseite (10) des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) in Ohm'schem Kontakt steht, und auf der Oberseite (11) des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) eine erste isolierte Gateelektrode (G1) und eine zweite isolierte Gateelektrode (G2) benachbart zu einer oberflächennahen von dem oberen Bereich isolierten vertikalen pn-Übergangszone (14) derart angeordnet sind, dass eine Kollektorzone (15) und die Basiszone (5) der Bipolartransistorstruktur (2) über die elektrisch getrennt angeordneten isolierten Gateelektroden (G1 und G2) steuerbar sind.
  2. Feldeffekthalbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste isolierte Gateelektrode (G1) einen MOS-Kanal (16) des ersten Leitungstyps (4) steuert und beim Betrieb des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) die Basiszone (5) mit Majoritätsladungsträgern versorgt.
  3. Feldeffekthalbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite isolierte Gateelektrode (G2) einen MOS-Kanal (17) des komplementären Leitungstyps steuert und beim Betrieb des Feldeffekthalbleiterbauelements (1) Majoritätsladungsträger von einer komplementär zu der Basiszone (5) dotierten Kollektorzone (15) abzieht.
  4. Feldeffekthalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem oberen Bereich isolierte vertikale pn-Übergangszone (14) ein hochdotiertes Gebiet (18) des ersten Leitungstyps (18) (n+) und ein angrenzendes hochdotiertes Gebiet des zweiten Leitungstyps aufweist, wobei die Gebiete (18, 19) der pn-Übergangszone (14) durch eine Kollektorelektrode (K) elektrisch miteinander verbunden sind.
  5. Feldeffekthalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste isolierte Gateelektrode (G1) mit einer MOS-Kanalstruktur (16) des ersten Leitungstyps zusammenwirkt, die eine von dem oberen Bereich (4) bzw. von der Basiszone (5) isolierte Bodyzone (21) des komplementären Leitungstyps aufweist, wobei die Bodyzone (21) an einen hochdotierten Bereich der Basiszone (5) angrenzt, der in die Minoritätsladungsträgerdiffusionzone aus schwachdotiertem Material des ersten Leitungstyps im oberen Bereich (4) übergeht.
  6. Feldeffekthalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite isolierte Gateelekarode (G2) mit einer MOS-Kanalstruktur des komplementärer Leitungstyps zusammenwirkt, die eine von dem oberen Bereich (4) bzw. von der Basiszone (5) isolierte Bodyzone (23) des ersten Leitungstyps aufweist, wobei die Bodyzone (23) an eine hochdotierte Kollektorzone (15) des komplementären Leitungstyps angrenzt, die zu der Basiszone (5) einen pn-Übergang (24) aufweist.
  7. Feldeffekthalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldeffekthalbleiterbauelement (1) auf seiner Oberseite (11) eine Verdrahtungsstruktur (25) aufweist, die mehrere erste isolierte Gates (G1), mehrere zweite isolierte Gates (G2) und mehrere Kollektorelektroden (K) untereinander verbindet.
  8. Feldeffekthalbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldeffekthalbleiterbauelement (1) auf seiner Oberseite (11) eine Verzögerungsschaltung (26) aufweist, die mit der Verdrahtungsstruktur (25) derart verbunden ist, dass zuerst der MOS-Kanal (17) des komplementären Leitungstyps zur Kollektorzone (15) durchgeschaltet ist, und erst verzögert der MOS-Kanal (16) des ersten Leitungstyps zum hochdotierten Bereich (22) der Basiszone (5) durchgestellt ist.
  9. Verfahren zur Herstellung von Feldeffekthalbleiterbauelementen (1) mit Bipolartransistorstruktur (2) in einem Halbleiterkörper (3), der aus einem schwachdotierten o beren Bereich (4) eines ersten Leitungstyps (n) als Basiszone (5), und einem unteren hochdotierten Bereich (6) als Emitterzone (7) eines zu dem ersten Leitungstyp (n) komplementären Leitungstyp (p) aufgebaut ist, wobei das Verfahren folgende Verbfahrensschritte aufweist: – Herstellen eines Halbleiterwafers aus monokristallinem Silizium mit hoher Störstellenkonzentration des komplementären Leitungstyps als Emitterzone (7) mit in Zeilen und Spalten angeordneten Halbleiterchippositionen; – Abscheiden einer schwachdotierten Epitaxieschicht als Basiszone (5) des ersten Leitungstyps auf dem Halbleiterwafer; – selektives Einbringen von Isolationszonen (27) in oberflächenahen Bereich der Epitaxieschicht; – selektives Dotieren des oberflächennahen Bereichs (28) oberhalb der eingebrachten Isolationszonen (27) zu MOS-Kanalstrukturen (16, 17) des ersten Leitungstyps und des komplementären Leitungstyps; – selektives Dotieren der oberflächennahen Bereiche (28) benachbart zu den eingebrachten Isolationszonen (27) zu hochdotierten Kollektorzonen (15) mit komplementären Leitungstyp und zu hochdotierten Basiszonen (22) mit erstem Leitungstyp und gleichzeitiges Ausbilden der vertikalen pn-Übergangszonen (14) oberhalb der Isolationszonen (27); – selektives Aufbringen eines Gateoxids (29) auf den MOS-Kanalzonen (16, 17); – selektives Abscheiden von Gateelektroden (12, 13) und Kollektorelektroden (20) auf der Oberseite des Halbleiterwafers in den Halbleiterchippositionen; – Aufbringen einer Verdrahtungsstruktur (25) in den Halbleiterchippositionen, – Auftrennen des Halbleiterwafers in Halbleiterchips; – Verpacken der Halbleiterchips zu Feldeffekthalbleiterbauelementen (1) mit entsprechenden Außenkontakten (G1, G2, K und E).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum selektiven Einbringen von oberflächennahen Isolationszonen (27), eine Ionenimplantation von Sauerstoffionen oder Stickstoffionen oder Kohlenstoffionen erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von Isolationszonen (27) selektiv oberflächennahe Hohlräume eingebracht werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum selektiven Aufbringen eines Gateoxids (29) auf den MOS-Kanalzonen (16, 17) die Halbleiterwaferoberseite thermisch oxidiert wird und anschließend mittels Photolithographie strukturiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum selektiven Dotieren Ionenimplantationen durch Ionenimplantationsmasken erfolgen, an die sich thermische Rekristallisations- und Diffusionsschritte anschließen.
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