DE102015108091A1 - Transistoranordnung mit Leistungstransistoren und spannungslimitierenden Bauteilen - Google Patents

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Stefan Tegen
Rolf Weis
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Abstract

Eine Transistoranordnung in einem Halbleiterkörper weist einen Leistungstransistor mit wenigstens zwei Transistorzellen, wobei jede Transistorzelle in einer Halbleiter-Finne des Halbleiterkörpers angeordnet ist, und mit einem spannungslimitierenden Bauteil mit wenigstens zwei Bauteilzellen auf. Jede Bauteilzelle ist benachbart zu einer Transistorzelle in der Halbleiter-Finne der entsprechenden Transistorzelle angeordnet und das spannungslimitierende Bauteil wird von dem Leistungstransistor durch eine dielektrische Schicht getrennt.

Description

  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Transistoranordnung mit Leistungstransistoren und spannungslimitierenden Bauteilen.
  • Leistungstransistoren, insbesondere Leistungs-Feldeffekttransistoren, wie beispielsweise Leistungs-MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren, engl.: Metal Oxide Field-Effect Transistors) oder Leistungs-IGBTs (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, engl.: Insulated Gate Bipolar Transistors), werden häufig als elektronische Schalter in Antriebsapplikationen, wie beispielsweise Motortreiber-Applikationen, oder Leistungswandler-Applikationen, wie beispielsweise AC/DC-Wandler, DC/AC-Wandler oder DC/DC-Wandler, verwendet.
  • Es gibt Leistungstransistoren, welche eine hohe Spannung blocken können und welche einen niedrigen spezifischen Einschaltwiderstand (der Einschaltwiderstand multipliziert mit der Halbleiterfläche (Chipgröße) des Leistungstransistors) aufweisen. Weiterhin gibt es Transistoren minimaler Größe für einfache analoge Schaltungen oder Logikschaltungen, welche auf demselben Wafer hergestellt werden.
  • Es besteht ein Bedürfnis daran, eine Transistoranordnung mit Leistungstransistoren und spannungslimitierenden Bauteilen bereitzustellen, welche die Spannung über jedem Leistungstransistor unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts hält.
  • Eine Ausführungsform betrifft eine Transistoranordnung in einem Halbleiterkörper. Die Transistoranordnung weist einen Leistungstransistor mit wenigstens zwei Transistorzellen, wobei jede Transistorzelle in einer Halbleiter-Finne des Halbleiterkörpers angeordnet ist, und ein spannungslimitierendes Bauteil mit wenigstens zwei Bauteilzellen auf. Jede Bauteilzelle ist benachbart zu einer Transistorzelle in der Halbleiter-Finne der entsprechenden Transistorzelle angeordnet und das spannungslimitierende Bauteil wird von dem Leistungstransistor durch eine dielektrische Schicht getrennt.
  • Beispiele werden unter Bezug auf die Figuren erläutert. Die Figuren dienen dazu, bestimmte Grundsätze darzustellen, so dass nur solche Aspekte dargestellt sind, welche für das Verständnis dieser Grundsätze erforderlich sind. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu. In den Figuren beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf gleiche Merkmale.
  • 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines Leistungstransistors gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf den in 1 dargestellten Leistungstransistor;
  • 3 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines Leistungstransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf den in 3 dargestellten Leistungstransistor
  • 5 zeigt eine Ersatzschaltung eines Leistungstransistors und eines spannungslimitierenden Bauteils gemäß einer Ausführungsform;
  • 6 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines spannungslimitierenden Bauteiles gemäß einer Ausführungsform;
  • 7 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines spannungslimitierenden Bauteiles gemäß einer Ausführungsform; und
  • 8 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines der in den 1 und 3 dargestellten Leistungstransistoren und eines der in 5 dargestellten spannungslimitierenden Bauteile in einer Schnittebene senkrecht zu der in den 1, 3 und 5 dargestellten Schnittebene gemäß einer Ausführungsform.
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen. Die Figuren bilden einen Teil der Beschreibung und zeigen zur Veranschaulichung bestimmte Ausführungsformen, in welchen die Erfindung Verwendung finden kann. Es versteht sich, dass die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht anders angegeben.
  • Die 1 und 2 zeigen einen Leistungstransistor gemäß einer Ausführungsform. 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines Teilbereichs eines Halbleiterkörpers 100, in welchem die aktiven Bauteilgebiete des Leistungstransistors integriert sind, und 2 zeigt eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 100. Bezug nehmend auf die 1 und 2 weist der Leistungstransistor eine Vielzahl von im Wesentlichen identischen Transistorzellen auf. "Im Wesentlichen identisch" bedeutet, dass die einzelnen Transistorzellen identische Bauteilmerkmale aufweisen, sich jedoch im Hinblick auf ihre Ausrichtung in dem Halbleiterkörper 100 voneinander unterscheiden können. Insbesondere weist der Leistungstransistor wenigstens zwei Transistorzellen 10 1, 10 2 auf, welche im Folgenden mit erster und zweiter Transistorzelle bezeichnet werden. Im Folgenden wird, wenn auf eine beliebige der Transistorzellen oder auf die Vielzahl von Transistorzellen Bezug genommen wird, und wenn keine Unterscheidung zwischen einzelnen Transistorzellen notwendig ist, das Bezugszeichen 10 verwendet, um eine oder mehrere der Vielzahl von Transistorzellen zu bezeichnen.
  • Bezug nehmend auf 1 weist jede Transistorzelle 10 ein Draingebiet 11, ein Driftgebiet 12 und ein Bodygebiet 13 in einer Halbleiter-Finne des Halbleiterkörpers 100 auf. Weiterhin grenzt ein Sourcegebiet 14 an das Bodygebiet 13 jeder Transistorzelle 10 an. In dem in 1 dargestellten Leistungstransistor haben die einzelnen Transistorzellen 10 ein gemeinsames Sourcegebiet 14. Das heißt, das Sourcegebiet 14 ist ein durchgehendes Halbleitergebiet, welches an die Bodygebiete 13 der einzelnen Transistorzellen 10 angrenzt, wobei die Bodygebiete 13 (wie auch die Draingebiete 11 und die Driftgebiete 12) der einzelnen Transistorzellen separate Halbleitergebiete darstellen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass das Source- und/oder das Bodygebiet jedes einzelnen Transistors strukturell separiert aber elektrisch verbunden sind.
  • Bezug nehmend auf 1 weist jede Transistorzelle 10 weiterhin eine Gateelektrode 21 auf, welche benachbart zu dem Bodygebiet 13 angeordnet ist und durch ein Gatedielektrikum 31 dielektrisch von dem Bodygebiet 13 isoliert wird. Weiterhin wird eine Feldelektrode 41 durch ein Feldelektrodendielektrikum 32 dielektrisch von dem Driftgebiet 12 isoliert und ist elektrisch mit dem Sourcegebiet 14 verbunden.
  • Die 3 und 4 zeigen einen Leistungstransistor, welcher wenigstens drei Transistorzellen aufweist. Neben der ersten und der zweiten Transistorzelle 10 1, 10 2, welche unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert wurden, weist der in den 3 und 4 dargestellte Leistungstransistor eine dritte Transistorzelle 10 3 benachbart zu der ersten Transistorzelle 10 1 auf. In dem Leistungstransistor der 3 und 4 teilen sich zwei benachbarte Transistorzellen eine Feldelektrode 41. Das heißt, ein und dieselbe Feldelektrode 41 ist dielektrisch von dem Driftgebiet einer Transistorzelle durch ein Feldelektrodendielektrikum 32 isoliert, und ist von dem Driftgebiet 12 einer anderen Transistorzelle durch ein anderes Feldelektrodendielektrikum 32 dielektrisch isoliert. Beispielsweise teilen sich die erste Transistorzelle 10 1 und die dritte Transistorzelle 10 3 eine Feldelektrode 41, so dass die Feldelektrode 41 der ersten und dritten Transistorzelle 10 1, 10 3 durch ein Feldelektrodendielektrikum 32 der ersten Transistorzelle 10 1 dielektrisch von dem Driftgebiet 12 der ersten Transistorzelle 10 1 isoliert wird, und durch das Feldelektrodendielektrikum 32 der dritten Transistorzelle 10 3 dielektrisch von dem Driftgebiet 12 der benachbarten dritten Transistorzelle 10 3 isoliert wird. Auf die gleiche Weise teilen sich die zweite Transistorzelle 10 2 und eine vierte Transistorzelle 10 4, welche benachbart zu der zweiten Transistorzelle 10 2 angeordnet ist, eine Feldelektrode, so dass die Feldelektrode 41 der zweiten und vierten Transistorzelle 10 2, 10 4 durch ein Feldelektrodendielektrikum der zweiten Transistorzelle 10 2 dielektrisch von dem Driftgebiet 12 der zweiten Transistorzelle 10 2 isoliert wird, und durch das Feldelektrodendielektrikum 32 der vierten Transistorzelle 10 4 dielektrisch von dem Driftgebiet 12 der benachbarten vierten Transistorzelle 10 4 isoliert wird.
  • In den in den 1 und 3 dargestellten Leistungstransistoren sind die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 jeder Transistorzelle 10 (wobei das Bezugszeichen 10 in 3 die Transistorzellen 10 1–10 4 repräsentiert) in einem ersten Graben benachbart zu dem Draingebiet 11, dem Driftgebiet 12 und dem Bodygebiet 13 der entsprechenden Transistorzelle 10 angeordnet. Die Feldelektrode kann den Leistungstransistor in einer lateralen Richtung abschließen oder kann, wie in 3 dargestellt, zwischen den ersten Gräben zweier Transistorzellen angeordnet sein welche sich die Feldelektrode 41 teilen.
  • In dem in 3 dargestellten Leistungstransistor ist die Feldelektrode 41, welche von der ersten Transistorzelle 10 1 und der dritten Transistorzelle 10 3 geteilt wird, zwischen dem ersten Graben, welcher die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 der ersten Transistorzelle 10 1 aufnimmt, und dem ersten Graben, welcher die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 der dritten Transistorzelle 10 3 aufnimmt, angeordnet. Auf die gleiche Weise ist die Feldelektrode 41, welche von der zweiten Transistorzelle 10 2 und der vierten Transistorzelle 10 4 geteilt wird, zwischen dem ersten Graben, welcher die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 der zweiten Transistorzelle 10 2 aufnimmt, und dem ersten Graben, welcher die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 der vierten Transistorzelle 10 4 aufnimmt, angeordnet.
  • Die Halbleiter-Finne, welche das Draingebiet 11, das Driftgebiet 12 und das Bodygebiet 13 der ersten Transistorzelle 10 1 aufweist, wird von der Halbleiter-Finne, welche das Draingebiet 11, das Driftgebiet 12 und das Bodygebiet 13 der zweiten Transistorzelle 10 2 aufweist, durch einen zweiten Graben getrennt, welcher ein elektrisch isolierendes oder dielektrisch isolierendes Material 33 aufweist.
  • In den in den 1 und 3 dargestellten Leistungstransistoren sind die erste Transistorzelle 10 1 und die zweite Transistorzelle 10 2 im Wesentlichen achsensymmetrisch, wobei die Symmetrieachse durch den zweiten Graben mit dem Isolationsmaterial 33 verläuft. In dem in 3 dargestellten Leistungstransistor sind die erste Transistorzelle 10 1 und die dritte Transistorzelle 10 3, wie auch die zweite Transistorzelle 10 2 und die vierte Transistorzelle 10 4 im Wesentlichen achsensymmetrisch, wobei die Symmetrieachse durch die gemeinsame Feldelektrode 41 verläuft.
  • Bezug nehmend auf die 1 und 3 sind die einzelnen Transistorzellen 10 parallel zueinander geschaltet, indem ihre Draingebiete 11 elektrisch mit einem Drainanschluss D verbunden sind, ihre Gateelektroden 21 elektrisch durch einen Gateanschluss G verbunden sind und ihre Sourcegebiete 14 durch einen Sourceanschluss S verbunden sind. Eine elektrische Verbindung zwischen den Draingebieten 11 und dem Drainanschluss D ist in 1 lediglich schematisch dargestellt. Diese elektrische Verbindung kann mittels herkömmlicher Verbindungen, welche auf einem Halbleiterkörper 100 hergestellt werden, implementiert werden. Ebenso ist eine elektrische Verbindung zwischen den Feldelektroden 41 und dem Sourceanschluss S in den 1 und 3 lediglich schematisch dargestellt. Elektrische Verbindungen zwischen der Gateelektrode 21 und dem Gateanschluss G sind in den 1 und 3 in gestrichelten Linien dargestellt. In den in den 1 und 3 dargestellten Leistungstransistoren sind diese Gateelektroden 21 unterhalb des Gateelektrodendielektrikums 32 in den ersten Gräben vergraben.
  • In den 1 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 101 Oberflächen der Halbleiter-Finnen, der einzelnen Transistorzellen 10. Das Bezugszeichen 102 bezeichnet Oberflächen der Feldelektroden 41, das Bezugszeichen 103 bezeichnet Oberflächen der Feldelektrodendielektrika 32 und das Bezugszeichen 104 bezeichnet Oberflächen des isolierenden Materials 33 in den zweiten Gräben. Gemäß einer Ausführungsform liegen diese Oberflächen 101, 102, 103 und 104 im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene. Die Draingebiete 11 können an den Oberflächen 101 kontaktiert werden, um die Draingebiete 11 mit dem Drainanschluss D zu verbinden und die Feldelektroden 41 können über die Oberflächen 102 kontaktiert werden, um die Feldelektroden 41 mit dem gemeinsamen Sourceanschluss S zu verbinden.
  • Wenn die Transistorzellen in einem ausgeschalteten Zustand sind, verteilt sich die über die wenigstens zwei Transistorzellen angelegte Spannung derart, dass ein Teil dieser Spannung über jeder der Transistorzellen abfällt. Es kann jedoch auch Fälle geben in welchen keine gleichmäßige Verteilung dieser Spannung über die Transistorzellen gegeben ist. Stattdessen können einige Transistorzellen eine höhere Spannung aufnehmen, als andere Transistorzellen.
  • Um die Spannung über den Transistorzellen gleichmäßiger zu verteilen, und die über einer Transistorzelle abfallende Spannung unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes zu halten, weist die Transistoranordnung spannungslimitierende Bauteile 60 auf, die dazu ausgebildet sind, die Spannung über der Laststrecke (D-S) der Transistorzellen zu limitieren oder zu sperren.
  • Bezug nehmend auf 5, welche eine Ersatzschaltung einer Transistorzelle und eines spannungslimitierenden Bauteils 60 darstellt, ist das spannungslimitierende Bauteil 60 zwischen den Drain- und den Sourceanschluss D, S der Transistorzelle 10 geschaltet. Gemäß einer Ausführungsform ist das spannungslimitierende Bauteil 60 eine Zenerdiode. Eine Zenerdiode ist eine Diode, welche einen Stromfluss in einer Vorwärtsrichtung erlaubt. Im Vergleich zu Bipolardioden erlaubt eine Zenerdiode weiterhin einen Stromfluss in einer Rückwärtsrichtung, entgegengesetzt zu der Vorwärtsrichtung, wenn ein Spannungspegel einer Spannung zwischen einer Kathode K und einer Anode A oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt. Dieser Schwellenwert ist auch als Durchschlagspannung, Zenerspannung oder Lawinenpunkt (engl.: avalanche point) bekannt. Das spannungslimitierende Bauteil 60 kann jedoch auf viele verschiedene Arten implementiert werden. Weiterhin Bezug nehmend auf 5 ist die Zenerdiode 60 mit ihrer Kathode K mit dem Drainanschluss D der Transistorzelle 10 verbunden und mit ihrer Anode A mit dem Sourceanschluss S der Transistorzelle 10 verbunden.
  • 6 zeigt ein spannungslimitierendes Bauteil 60 gemäß einer Ausführungsform. 6 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines Teilbereichs des Halbleiterkörpers 100, in welchem das spannungslimitierende Bauteil 60 integriert ist. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Halbleiterkörper 100, welcher einen Leistungstransistor und ein spannungslimitierendes Bauteil aufweist. Bezug nehmend auf 6 weist das spannungslimitierende Bauteil eine Vielzahl an im Wesentlichen identischen Zellen auf. "Im Wesentlichen identisch" bedeutet, dass die individuellen Bauteilzellen identische Bauteilmerkmale aufweisen, sich jedoch im Hinblick auf ihre Ausrichtung in dem Halbleiterkörper 100 unterscheiden können. Insbesondere weist das spannungslimitierende Bauteil wenigstens zwei Bauteilzellen 60 1, 60 2 auf, welche im Folgenden als erste und zweite Bauteilzelle 60 1, 60 2 bezeichnet werden. Wenn im Folgenden auf eine beliebige der Bauteilzellen oder auf die Vielzahl von Bauteilzellen Bezug genommen wird, und wenn keine Unterscheidung zwischen einzelnen Bauteilzellen notwendig ist, wird das Bezugszeichen 60 verwendet, um eine oder mehrere der Vielzahl an Bauteilzellen zu bezeichnen.
  • Bezug nehmend auf 6 weist jede Bauteilzelle 60 ein Kathodengebiet 61 und ein Anodengebiet 62 in einer Halbleiter-Finne des Halbleiterkörpers 100 auf. Das Kathodengebiet 61 weist ein erstes Untergebiet 61 1 und ein zweites Untergebiet 61 2 auf. Das Anodengebiet 62 weist ein drittes Untergebiet 62 1 und ein viertes Untergebiet 62 2 auf. Das erste, zweite und dritte Untergebiet 61 1, 61 2, 62 1 sind in einer lateralen Richtung der Halbleiter-Finne, welche das Draingebiet 11, das Driftgebiet 12 und das Bodygebiet 13 einer Transistorzelle 10 aufweist, angeordnet. Das vierte Untergebiet 62 2 grenzt an das dritte Untergebiet 62 1 jeder der Bauteilzellen 60 an. In der vorliegenden Ausführungsform haben die einzelnen Bauteilzellen 60 ein gemeinsames viertes Untergebiet 62 2. Das heißt, dass das vierte Untergebiet 62 2 ein durchgehendes Halbleitergebiet ist, welches an die dritten Untergebiete 62 1 der einzelnen Bauteilzellen 60 angrenzt, wohingegen die dritten Untergebiete 62 1 (wie auch die ersten und zweiten Untergebiete 61 1, 61 2) der einzelnen Bauteilzellen 60 separate Halbleitergebiete darstellen. Weiterhin grenzt ein zusätzliches Halbleitergebiet 64 an das vierte Untergebiet 62 2 an. Das zusätzliche Halbleitergebiet 64 ist ebenfalls ein durchgehendes Halbleitergebiet.
  • Bezug nehmend auf die 6 und 7 erstrecken sich die Gateelektroden 21 der Transistorzellen 10 weiter in einer lateralen Richtung in die Bauteilzellen 60. Bezug nehmend auf 6 sind die Gateelektroden 21 benachbart zu den Anodengebieten 62 angeordnet und sind durch die Gatedielektrika 31 elektrisch von den Anodengebieten 62 isoliert. Weiterhin ist ein Anodenkontaktgebiet 63 durch das Feldelektrodendielektrikum 32 elektrisch von dem Kathodengebiet 61 isoliert und ist mit dem Anodengebiet 62 elektrisch verbunden, insbesondere mit dem vierten Untergebiet 62 2. Die Kathodengebiete 61 der ersten Bauteilzelle 60 1 und der zweiten Bauteilzelle 60 2 sind durch das Feldelektrodendielektrikum 33 dielektrisch voneinander isoliert.
  • In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen sind die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31 und das Feldelektrodendielektrikum 32 jeder Bauteilzelle 60 in dem ersten Graben benachbart zu dem Draingebiet 11, dem Driftgebiet 12 und dem Bodygebiet 13 der entsprechenden Transistorzelle 10, und benachbart zu dem ersten Untergebiet 61 1, dem zweiten Untergebiet 61 2 und dem dritten Untergebiet 62 1 der entsprechenden Bauteilzelle 60 angeordnet. Die Feldelektrode kann den Leistungstransistor und das spannungslimitierende Bauelement in einer lateralen Richtung abschließen, oder kann, wie in 7 dargestellt, zwischen den ersten Gräben zweier Transistorzellen, welche sich die Feldelektrode 41 teilen, und zwischen den ersten Gräben zweier Bauteilzellen, welche sich das Anodenkontaktgebiet 63 teilen, angeordnet sein.
  • Die Halbleiter-Finne, welche das erste Untergebiet 61 1, das zweite Untergebiet 61 2 und das dritte Untergebiet 62 1 der ersten Bauteilzelle 60 1 aufweist, wird von der Halbleiter-Finne, welche das erste Untergebiet 61 1, das zweite Untergebiet 61 2 und das dritte Untergebiet 62 1 der zweiten Bauteilzelle 60 2, aufweist, durch den zweiten Graben getrennt, welcher sich in lateraler Richtung von dem Halbleitergebiet erstreckt, welches die Transistorzellen 10 aufweist.
  • In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen sind die erste Bauteilzelle 60 1 und die zweite Bauteilzelle 60 2 im Wesentlichen achsensymmetrisch, wobei die Symmetrieachse durch den zweiten Graben mit dem isolierenden Material 33 verläuft.
  • Bezug nehmend auf die 7 und 8 sind die Transistorzellen 10 und die Bauteilzellen 60 durch ein Trenndielektrikum 34 voneinander elektrisch isoliert. Bezug nehmend auf die 6 und 7 erstrecken sich die Gateelektrode 21, das Gatedielektrikum 31, das Feldelektrodendielektrikum 32 und das Feldelektrodendielektrikum 33 der Transistorzellen 10 durch das Trenndielektrikum 34 und über das Trenndielektrikum 34 hinaus bis in die Bauteilzellen. Die Gateelektrode 21 und das Gatedielektrikum 31 können sich weiterhin über eine Länge des Trenndielektrikums 34 erstrecken. Bezug nehmend auf 7, kann die Gateelektrode 21 von oben betrachtet eine kammförmige Gestalt aufweisen, mit Zähnen auf beiden Seiten, welche sich auf einer Seite in die Transistorzellen 10 und auf der anderen Seite in die Bauteilzellen 60 hinein erstrecken.
  • Bezug nehmend auf 6 sind die einzelnen Bauteilzellen 60 parallel zueinander geschaltet, indem ihre Kathodengebiete 61 elektrisch mit einem Kathodenanschluss C und ihre Anodengebiete 62 elektrisch mit einem Anodenschluss A verbunden sind. Eine elektrische Verbindung zwischen den Kathodengebieten 61 und dem Kathodenanschluss C ist in 6 lediglich schematisch dargestellt. Diese elektrische Verbindung kann unter Verwendung herkömmlicher Verbindungen hergestellt werden, welche auf der Oberseite eines Halbleiterkörpers 100 hergestellt werden. Auf die gleiche Weise ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Anodengebiet 62 und dem Anodenanschluss A in 6 lediglich schematisch dargestellt. Der Kathodenanschluss C kann weiterhin elektrisch mit dem Drainanschluss D der Transistorzellen 10 verbunden sein und der Anodenanschluss A kann elektrisch mit dem Sourceanschluss S der Transistorzellen verbunden sein. Diese elektrischen Verbindungen können ebenfalls unter Verwendung herkömmlicher Verbindungen hergestellt werden, welche auf der Oberseite eines Halbleiterkörpers 100 hergestellt werden.
  • Bezug nehmend auf 6 erstrecken sich die Gateelektroden 21 einer Transistorzelle 10 über das Trenndielektrikum 34 hinaus in eine Bauteilzelle 60 hinein und sind benachbart zu einem dritten Untergebiet 62 1 der entsprechenden Bauteilzelle 60 angeordnet, so dass eine sogenannte MOS-Gated-Diode (MGD) gebildet wird. Eine MGD, auch als Gate-gesteuerte Diode oder gated Diode bezeichnet ist ein Halbleiterbauelement, welches die Funktionen eines p-n-Übergangs und eines MOS-Transistors miteinander vereint. Die Gateelektrode 21, welche in unmittelbarer Nähe des Übergangs zwischen dem Kathodengebiet 61 und dem Anodengebiet 62 angeordnet ist, erzeugt einen leitenden Kanal in dem dritten Untergebiet 62 1, zwischen dem zweiten Untergebiet 61 2 und dem vierten Untergebiet 62 2, jedes Mal, wenn das elektrische Potential des Kathodengebiets 61 um mehr als eine Schwellenspannung der MGD oberhalb des elektrischen Potentials des Anodengebiets 62 liegt. Die Schwellenspannung der MGD ist niedriger als die Vorwärtsspannung des spannungslimitierenden Bauteils 60, so dass die MGD das spannungslimitierende Bauteil 60 überbrückt, bevor das spannungslimitierende Bauteil 60 in Vorwärtsrichtung gepolt ist.
  • Bezug nehmend auf die 1, 3 und 6 weist die Halbleiter-Finne jeder Transistorzelle 10 und jedes spannungslimitierenden Bauteils 60 eine erste Breite w1 auf. Diese erste Breite entspricht der Entfernung zwischen dem ersten Graben, welcher an die Halbleiter-Finne angrenzt und das Feldelektrodendielektrikum 32 aufweist, und dem zweiten Graben, welcher an die Halbleiter-Finne angrenzt und das Isolationsmaterial 33 aufweist. Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die erste Breite w1 in einem Bereich von zwischen 10 nm (nanometer) und 100 nm gewählt. Gemäß einer Ausführungsform weisen die Halbleiter-Finnen der einzelnen Transistorzellen 10 und der spannungslimitierenden Bauelemente 60 im Wesentlichen die gleiche erste Breite w1 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die ersten Breiten w1 der einzelnen Halbleiter-Finnen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheidet sich die erste Breite w1 der Halbleiter-Finnen der Transistorzellen 10 von der ersten Breite der Halbleiter-Finnen der Bauteilzellen 60.
  • Eine zweite Breite w2 der Feldelektrode 41 und des Anodenkontaktgebietes 63 kann in dem selben Bereich gewählt werden, wie in Bezug auf die erste Breite w1 oben beschrieben, wenn die Feldelektrode 41 von zwei Transistorzellen geteilt wird, wie in 3 dargestellt. Wenn die Feldelektrode 41 ein Zellengebiet mit mehreren Transistorzellen abschließt, kann diese breiter sein. Eine dritte Breite w3 des Feldelektrodendielektrikums 32 liegt beispielsweise zwischen 30 nm und 300 nm. Da, Bezug nehmend auf die 1, 3 und 6, das Feldelektrodendielektrikum 33 den Graben oberhalb der Gateelektrode 21 und des Gatedielektrikums 31 füllt, kann die Breite w3 des Feldelektrodendielektrikums größer sein als eine Dicke des Gatedielektrikums 31.
  • Die erste Breite w1 ist die Ausbreitung der Halbleiter-Finne in einer ersten horizontalen Richtung x des Halbleiterkörpers 100. Bezug nehmend auf die 2, 4 und 7, welche Draufsichten auf den Halbleiterkörper 100 darstellen, weist die Halbleiter-Finne mit dem Draingebiet 11, dem Driftgebiet 12 und dem Bodygebiet 13 (wobei die 2, 4 und 7 nur das Draingebiet 11 zeigen) eine Länge in einer Richtung auf, welche senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung x liegt. Die Verlängerung der Halbleiter-Finne mit dem Kathodengebiet 61 und dem dritten Untergebiet 62 1 (wobei 7 nur das Kathodengebiet 61 zeigt) weist ebenfalls eine Länge in einer Richtung auf, welche senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung x liegt. In den 2, 4 und 7 zeigen die gestrichelten Linien die Position der Gateelektroden 21 in den ersten Gräben unterhalb des Feldelektrodendielektrikums 32 und unterhalb des Trenndielektrikums 34. Gemäß einer Ausführungsform ist die Länge der Halbleiter-Finne und ihre Verlängerung wesentlich länger als die erste Breite w1. Gemäß einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis zwischen der Länge und der Breite w1 wenigstens 2:1, wenigstens 100:1, wenigstens 1000:1, oder wenigstens 10000:1. Dasselbe gilt für ein Verhältnis zwischen einer Länge der Feldelektrode 41 und der entsprechenden Breite w2 sowie einer Länge des Feldelektrodendielektrikums 32 und der entsprechenden Breite w3, einschließlich einer Länge der entsprechenden Verlängerungen der Halbleiter-Finnen.
  • Die Eigenschaften der MGD können im Hinblick auf ihr Schaltverhalten optimiert werden, indem die Dicke t1, t2 des Feldelektrodendielektrikums 32 in einer vertikalen Richtung reduziert wird. Gemäß einer Ausführungsform kann die Dicke t1 des Feldelektrodendielektrikums 32, welches die Feldelektrode 41 von dem Driftgebiet 12 der Transistorzellen 10 isoliert, zwischen etwa 30 und 70 nm liegen. Dahingegen kann die Dicke t2 des Feldelektrodendielektrikums 32, welches das Kathodengebiet 61 von dem Anodenkontaktgebiet 63 der Bauteilzellen 60 isoliert, zwischen 1,5 und 10 nm betragen. Das Feldelektrodendielektrikum 32 kann daher in verschiedenen Abschnitten des Halbleiterkörpers 100 verschiedene Dicken t1, t2 aufweisen. Das Reduzieren der Dicken des Feldelektrodendielektrikums 32 in Bereichen der Bauteilzellen 60 kann einen Ätzschritt aufweisen, insbesondere einen isotropen Ätzschritt.
  • Der in den 1–4 dargestellte Leistungstransistor ist ein FET (Feldeffekttransistor, engl.: Field-Effect Transistor) und, genauer, ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, engl.: Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) oder ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode, engl.: Insulated Gate Bipolar Transistor). Es sollte angemerkt werden, dass die Bezeichnung MOSFET, wie sie hierin verwendet wird, jeglichen Typ von Feldeffekttransistor mit einer isolierten Gateelektrode bezeichnet (oft auch als IGFET bezeichnet), unabhängig davon, ob die Gateelektrode ein Metall oder eine andere Art von elektrisch leitendem Material aufweist, und unabhängig davon, ob das Gatedielektrikum ein Oxid oder eine andere Art von dielektrisch isolierendem Material aufweist. Die Draingebiete 11, die Driftgebiete 12, die Bodygebiete 13 und die Sourcegebiete 14 der einzelnen Transistorzellen 10, wie auch die Kathodengebiete 61 und die Anodengebiete 62 der einzelnen Bauteilzellen 60 können ein herkömmliches monokristallines Halbleitermaterial aufweisen, wie beispielsweise Silizium (Si), Germanium (Ge), Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), oder ähnliches. Die Gateelektroden 21 können ein Metall, Titannitrid (TiN), Karbon oder ein hochdotiertes polykristallines Halbleitermaterial, wie beispielsweise Polysilizium oder amorphes Silizium, aufweisen. Die Gatedielektrika 31 können ein Oxid, wie beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2), ein Nitrid, wie beispielsweise Siliziumnitrid (Si3N4), ein Oxinitrid oder ähnliches aufweisen. Wie auch die Gateelektroden 21 können die Feldelektroden 41 ein Metall, Titannitrid (TiN), Karbon oder ein hochdotiertes polykristallines Halbleitermaterial aufweisen. Wie auch die Gatedielektrika 31, können die Feldelektrodendielektrika 32 und die Trenndielektrika 34 ein Oxid, ein Nitrid oder ein Oxinitrid aufweisen. Das gleiche gilt für das isolierende Material 33.
  • Der Leistungstransistor kann als n-Typ Transistor oder als p-Typ Transistor implementiert werden. In dem ersten Fall sind das Sourcegebiet 14 und das Driftgebiet 12 jeder Transistorzelle 10 n-dotiert. In dem zweiten Fall sind das Sourcegebiet 14 und das Driftgebiet 12 jeder Transistorzelle 10 p-dotiert. Weiterhin kann der Transistor als Transistor vom Anreicherungstyp (selbst sperrend oder normal-aus) oder als Transistor vom Verarmungstyp (selbst leitend oder normal-an) implementiert werden. In dem ersten Fall weisen die Bodygebiete 13 einen Dotierungstyp auf, welcher entgegengesetzt ist zu dem Dotierungstyp des Sourcegebiets 14 und des Driftgebiets 12. In dem zweiten Fall weist das Bodygebiet 13 einen Dotierungstyp auf, welcher dem Dotierungstyp des Sourcegebiets 14 und des Driftgebiets 12 entspricht. Weiterhin kann der Transistor als MOSFET oder als IGBT implementiert werden. In einem MOSFET weist das Draingebiet denselben Dotierungstyp auf, wie das Sourcegebiet. Ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode) unterscheidet sich von einem MOSFET dadurch, dass das Draingebiet 11, welches in einem IGBT auch als Kollektorgebiet bezeichnet wird, einen Dotierungstyp aufweist, welcher entgegengesetzt ist zu dem Dotierungstyp der Source- und Driftgebiete 14, 12. Das Kathodengebiet 61 kann n-dotiert sein, wobei das erste Untergebiet 61 1 stärker dotiert ist als das zweite Untergebiet 61 2. Das Anodengebiet kann p-dotiert sein, wobei das vierte Untergebiet 62 2 stärker dotiert ist als das dritte Untergebiet 62 1. Das Kathodengebiet 61 und das Anodengebiet 62, insbesondere das zweite Untergebiet 61 2 und das dritte Untergebiet 62 1, bilden einen p-n-Übergang. Das zusätzliche Halbleitergebiet 64 kann n-dotiert sein.
  • Die Dotierstoffkonzentration des Draingebiets 11 liegt beispielsweise zwischen 1E19cm–3 und 1E21cm–3, die Dotierstoffkonzentration des Driftgebiets 12 liegt beispielsweise zwischen 1E14cm–3 und 1E19cm–3, die Dotierstoffkonzentration des Bodygebiets 13 liegt beispielsweise zwischen 1E14cm–3 und 1E18cm–3, und die Dotierstoffkonzentration des Sourcegebiets 14 liegt beispielsweise zwischen 1E17cm–3 und 1E21cm–3. Die Dotierstoffkonzentration der ersten Untergebiete 61 1 liegt beispielsweise zwischen 1E15cm–3 und 1E21cm–3, die Dotierstoffkonzentration der zweiten Untergebiete 61 2 liegt beispielsweise zwischen 1E13cm–3 und 1E18cm–3, die Dotierstoffkonzentration der dritten Untergebiete 62 1 liegt beispielsweise zwischen 1E13cm–3 und 1E18cm–3 und die Dotierungskonzentration der vierten Untergebiete 62 2 liegt beispielsweise zwischen 1E15cm–3 und 1E21cm–3.
  • Bezug nehmend auf die 1 und 3 ist das Sourcegebiet 14 ein vergrabenes Halbleitergebiet (Halbleiterschicht), welches entfernt zu den Oberflächen 101 der einzelnen Halbleiter-Finnen angeordnet ist. Bezug nehmend auf 6 ist das zusätzliche Halbleitergebiet 64 ein vergrabenes Halbleitergebiet (Halbleiterschicht), welches entfernt zu den Oberflächen 101 der einzelnen Halbleiter-Finnen angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform (in den 1, 3 und 6 in gestrichelten Linien dargestellt) grenzen das Sourcegebiet 14 und das zusätzliche Halbleitergebiet 64 an einen Träger 50 an, welcher eine mechanische Stabilität des Leistungstransistors gewähren kann. Gemäß einer Ausführungsform ist der Träger 50 ein Halbleitersubstrat. Dieses Halbleitersubstrat kann eine Dotierstoffkonzentration aufweisen, welche entgegengesetzt ist zu der Dotierstoffkonzentration des Sourcegebiets 14 und des zusätzlichen Halbleitergebiets 64. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein Träger 50 ein Halbleitersubstrat und eine Isolationsschicht auf dem Substrat auf. In dieser Ausführungsform grenzen das Sourcegebiet 14 und das zusätzliche Halbleitergebiet 64 an die Isolationsschicht des Trägers 50 an.
  • Der in 1 dargestellte Leistungstransistor kann wie ein herkömmlicher Feldeffekttransistor betrieben werden, das heißt, wie ein herkömmlicher MOSFET oder ein herkömmlicher IGBT. Der Leistungstransistor kann eingeschaltet werden oder ausgeschaltet werden, indem ein entsprechendes Ansteuerpotential an die einzelnen Gateelektroden 21 über den Gateanschluss G angelegt wird. Der Leistungstransistor wird eingeschaltet (befindet sich in einem eingeschalteten Zustand), wenn das Ansteuerpotential, welches an die Gateelektroden 21 angelegt wird, derart ist, dass sich ein leitender Kanal in den Bodygebieten 13 zwischen den Sourcegebieten 14 und den Driftgebieten 12 ausbildet. Wenn der Leistungstransistor als Transistor vom Anreicherungstyp ausgebildet ist, bildet sich ein leitender Kanal in dem Bodygebiet 13 jeder Transistorzelle, wenn die entsprechende Gateelektrode 21 derart vorgespannt wird, dass sich in dem Bodygebiet 13 entlang dem Gateelektrodendielektrikum 31 ein Inversionskanal ausbildet. In einem n-Typ Transistor vom Anreicherungstyp ist das Ansteuerpotential, welches an die Gateelektrode 21 angelegt werden muss um den Transistor einzuschalten, ein elektrisches Potential, welches positiv ist im Vergleich zu dem elektrischen Potential am Sourceanschluss S. In einem Transistor vom Verarmungstyp bildet sich ein leitender Kanal in dem Bodygebiet 13 jeder Transistorzelle, wenn die Gateelektrode 21 derart vorgespannt wird, dass die Gateelektrode 21 keine Verarmung des Bodygebietes 13 hervorruft. In einem Transistor vom Verarmungstyp kann das elektrische Potential an der Gateelektrode 21 beispielsweise dem elektrischen Potential an dem Sourceanschluss S entsprechen, um den Transistor einzuschalten.
  • Wenn sich der Leistungstransistor in dem ausgeschalteten Zustand befindet, und eine Spannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird, kann sich ein Verarmungsgebiet (Raumladungszone) in das Driftgebiet 12 ausdehnen, beginnend in dem Bodygebiet 13. In einem n-Typ Transistor beispielsweise, breitet sich das Verarmungsgebiet in das Driftgebiet 12 aus, wenn eine positive Spannung zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S angelegt wird und wenn sich der Transistor in dem ausgeschalteten Zustand befindet. Ein sich in das Driftgebiet 12 ausbreitendes Verarmungsgebiet ist verbunden mit ionisierten Dotieratomen in dem Driftgebiet 12. In dem in 1 dargestellten Leistungstransistor findet ein Teil dieser ionisierten Dotieratome in dem Driftgebiet 12 entsprechende entgegengesetzte Ladungen in der Feldelektrode 41. Dieser Effekt ist bekannt von Feldeffekttransistoren, mit einer Feldelektrode (Feldplatte) benachbart zu dem Driftgebiet. Die Feldelektrode, wie beispielsweise die Feldelektrode 41, wie in 1 dargestellt, erlaubt es, den Leistungstransistor mit einer Dotierstoffkonzentration des Driftgebietes 12 zu implementieren, welche höher ist, als die Dotierstoffkonzentration eines vergleichbaren Leistungstransistors ohne eine Feldelektrode, ohne die Spannungssperrfähigkeit zu reduzieren. Die höhere Dotierstoffkonzentration des Driftgebietes 11 ermöglicht jedoch einen niedrigeren Einschaltwiderstand des Leistungstransistors.
  • In den in den 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen ist die Gateelektrode 21 jeder Transistorzelle 10 in dem ersten Graben benachbart zu dem Bodygebiet 13 und dielektrisch durch das Gatedielektrikum 31 von diesem Bodygebiet 13 isoliert, angeordnet. In der in 6 dargestellten Ausführungsform ist die Gateelektrode 21 weiterhin benachbart zu dem Anodengebiet 62 angeordnet und ist durch das Gatedielektrikum 31 entsprechend von diesem Anodengebiet 62 isoliert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform (in den 1, 3 und 6 in gestrichelten Linien dargestellt) ist die Gateelektrode 21 einer Transistorzelle und einer Bauteilzelle 60 nicht nur in dem ersten Graben angeordnet, sondern auch in dem zweiten Graben unterhalb des isolierenden Materials 32, benachbart zu dem Bodygebiet 13 und dem dritten Untergebiet 62 1, und ist durch das Gatedielektrikum 31 dielektrisch von dem Bodygebiet 13 und dem dritten Untergebiet 62 1 isoliert. Wie auch die Gateelektrode 21 in dem ersten Graben, wird die Gateelektrode 21 in dem zweiten Graben mit dem Gateanschluss G verbunden.
  • 8 zeigt einen vertikalen Querschnitt (in der Schnittebene E-E, wie in den 1, 3 und 6 dargestellt) einer Halbleiter-Finne einer Transistorzelle 10 und einer Bauteilzelle 60, gemäß einer Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist das Bodygebiet 13 elektrisch mit dem Sourceanschluss S durch ein Kontaktgebiet 15 verbunden, welches sich von der Oberfläche 101 der Halbleiter-Finne bis hinunter zum Bodygebiet 13 erstreckt. In der Längsrichtung der Halbleiter-Finne ist das Kontaktgebiet 15 elektrisch oder dielektrisch durch eine Isolationsschicht 35 von den Drain- und Driftgebieten 11, 12 isoliert. Diese Isolationsschicht ist in einem Graben angeordnet, welcher sich von der Oberfläche der Halbleiter-Finne bis hinunter zu dem Bodygebiet 13 erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform ist das Kontaktgebiet 15 in der Nähe eines Endes in Längsrichtung der Halbleiter-Finne angeordnet. In der in 8 dargestellten Ausführungsform sind die Enden der Halbleiter-Finne in Längsrichtung durch Gräben gebildet, welche sich von der Oberfläche 101 bis hinunter zum Sourcegebiet 14 (oder sogar über das Sourcegebiet 14 hinaus) und bis zu dem vierten Untergebiet 62 2 hinunter erstrecken, und welche mit einem elektrisch oder dielektrisch isolierenden Material 36 gefüllt sind. Gemäß einer Ausführungsform wird das Trenndielektrikum 34 durch einen Graben gebildet, welcher sich von der Oberfläche 101 bis hinunter zum Träger 50 erstreckt und welcher mit einem elektrisch oder dielektrisch isolierenden Material gefüllt ist.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht anders angegeben.

Claims (19)

  1. Transistoranordnung in einem Halbleiterkörper, wobei die Transistoranordnung aufweist: einen Leistungstransistor mit wenigstens zwei Transistorzellen, wobei jede Transistorzelle in einer Halbleiter-Finne des Halbleiterkörpers angeordnet ist; ein spannungslimitierendes Bauelement, mit wenigstens zwei Bauteilzellen; wobei jede Bauteilzelle benachbart zu einer Transistorzelle in der Halbleiter-Finne der entsprechenden Transistorzelle angeordnet ist, wobei das spannungslimitierende Bauteil von dem Leistungstransistor durch eine dielektrische Schicht isoliert wird.
  2. Transistoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei jede Transistorzelle aufweist: ein Draingebiet, ein Driftgebiet und ein Bodygebiet in einer Halbleiter-Finne eines Halbleiterkörpers; ein Sourcegebiet, welches an das Bodygebiet angrenzt; eine Gateelektrode benachbart zu dem Bodygebiet und dielektrisch durch ein Gatedielektrikum von dem Bodygebiet isoliert; eine Feldelektrode, welche durch ein Feldelektrodendielektrikum dielektrisch von dem Driftgebiet isoliert wird und welche mit dem Sourcegebiet verbunden ist, wobei das Feldelektrodendielektrikum in einem ersten Graben zwischen der Halbleiter-Finne und der Feldelektrode angeordnet ist; wobei die wenigstens zwei Transistorzellen eine erste Transistorzelle und eine zweite Transistorzelle aufweisen, und wobei die Halbleiter-Finne der ersten Transistorzelle durch einen zweiten Graben, welcher sich von dem ersten Graben unterscheidet, von der Halbleiter-Finne der zweiten Transistorzelle getrennt wird.
  3. Transistoranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede Bauteilzelle ein Kathodengebiet, ein Anodengebiet und ein zusätzliches Halbleitergebiet aufweist, welches an das Anodengebiet angrenzt, wobei die wenigstens zwei Bauteilzellen eine erste Bauteilzelle und eine zweite Bauteilzelle aufweisen.
  4. Transistoranordnung gemäß Anspruch 3, wobei das Kathodengebiet ein erstes Untergebiet und ein zweites Untergebiet aufweist;
  5. Transistoranordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei das Anodengebiet ein drittes Untergebiet und ein viertes Untergebiet aufweist.
  6. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 3–5, wobei die Gateelektrode und das Gatedielektrikum sich von einer Transistorzelle in eine Bauteilzelle benachbart zu dem Anodengebiet erstrecken, wobei das Gatedielektrikum die Gateelektrode dielektrisch von dem Anodengebiet isoliert.
  7. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 2–6, wobei die wenigstens zwei Transistorzellen parallel zueinander geschaltet sind, indem die Gateelektroden jeder Transistorzelle durch einen Gateanschluss miteinander verbunden sind, indem die Draingebiete jeder Transistorzelle mit einem Drainanschluss verbunden sind und indem die Feldelektrode jeder Transistorzelle mit einem Sourceanschluss verbunden ist.
  8. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 3–7, wobei die wenigstens zwei Bauteilzellen parallel geschaltet sind, indem die Kathodengebiete jeder Bauteilzelle mit einem Kathodenanschluss verbunden sind und indem die Anodengebiete jeder Bauteilzelle mit einem Anodenanschluss verbunden sind.
  9. Transistoranordnung gemäß Anspruch 8, wobei das Leistungstransistorbauteil und das spannungslimitierende Bauteil parallel zueinander geschaltet sind, indem der Kathodenanschluss mit dem Drainanschluss und der Anodenanschluss mit dem Sourceanschluss verbunden ist.
  10. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 3–9, wobei das Kathodengebiet einen Dotiertyp aufweist, welcher entgegengesetzt ist zu dem Dotiertyp des Anodengebiets.
  11. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 4–10, wobei das erste Untergebiet stärker dotiert ist als das zweite Untergebiet.
  12. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 5–10, wobei das vierte Untergebiet stärker dotiert ist als das dritte Untergebiet.
  13. Transistoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiter-Finne eine Breite und eine Länge aufweist, wobei ein Verhältnis zwischen der Länge und der Breite ausgewählt wird aus einem der Folgenden wenigstens 2:1, wenigstens 100:1, wenigstens 1000:1, und wenigstens 10000:1.
  14. Transistoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Vielzahl an Transistorzellen und die Anzahl der Vielzahl an Bauteilzellen ausgewählt wird aus einem der Folgenden wenigstens 100, wenigstens 1000, und wenigstens 10000.
  15. Transistoranordnung gemäß Anspruch 14, wobei die Anzahl der Vielzahl an Transistorzellen gleich ist zu der Anzahl der Vielzahl von Bauteilzellen.
  16. Transistoranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das spannungslimitierende Bauteil ausgewählt wird aus einer Zenerdiode, und einer Lawinendiode.
  17. Transistoranordnung gemäß einem der Ansprüche 3–16, wobei jede Bauteilzelle weiterhin ein Anodenkontaktgebiet aufweist, welches dielektrisch durch das Feldelektrodendielektrikum von dem Kathodengebiet isoliert wird und welches mit dem Anodengebiet elektrisch verbunden ist.
  18. Transistoranordnung gemäß Anspruch 17, wobei eine Dicke des Feldelektrodendielektrikums in Teilen des Halbleiterkörpers, in welchen es die Feldelektrode von dem Driftgebiet der Transistorzellen isoliert, größer ist als eine Dicke des Feldelektrodendielektrikums in Teilen des Halbleiterkörpers, in welchem es das Kathodengebiet von dem Anodengebiet der Bauteilzellen isoliert.
  19. Transistoranordnung gemäß Anspruch 18, wobei die Dicke des Feldelektrodendielektrikums in Teilen des Halbleiterkörpers, in welchen es die Feldelektrode von dem Driftgebiet der Transistorzelle isoliert, zwischen 30 und 70nm beträgt; und die Dicke des Feldelektrodendielektrikums in Teilen des Halbleiterkörpers, in welchen es das Kathodengebiet von dem Anodenkontaktgebiet der Bauteilzellen isoliert, zwischen 1,5 und 10nm liegt.
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