DE3331631A1

DE3331631A1 - Halbleiter-bauelement

Info

Publication number: DE3331631A1
Application number: DE19833331631
Authority: DE
Inventors: Keiji Inoue; Yasuo Itami Hyogo Kamitani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-09-01
Filing date: 1983-09-01
Publication date: 1984-03-01
Also published as: DE3331631C2

Description

Halbleiter-Baueleserat
Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Bauelement, welches einen Transistor und eine in dem Transistor enthaltene Schutzdiode aufweist, und insbesondere ein Leistungs-Halbleiterbauel-ement, das hohen Spannungen standhält und z.B. in einem Umrichter für Wechselstrommotoren, die mit variabler Span#nung und variabler Frequenz betrieben werden, Einsatz findet.
In neuerer Zeit stehen Siliziumscheiben von großem Durchmesser zur Verfügung, und die Transistorherstellung-stechnik konnte so verbessert werden, daß Transistoren, die hohen Spannungen standha-lten können und eine große Leistung haben (nachfolgend als Leistungstransistoren bezeichnet) hergestellt werden können. Dies führte zu einem raschen Fortschritt in- der Technik der- Leistungselektronik-Schaltungen, in denen diese Leistungstransistoren in starkem Maß eingesetzt werden.
Um bei der praktischen Verwendung den Leistungstransistor zu schützen, werden als Zusatzbauteile ein Widerstand, eine Diode usw. verwendet. Werden diese Zusatzbauteile durch Verdrahtung angeschlossen, entstehen im allgemeinen hohe Kosten bei verminderter Zuverlässigkeit.
Da' ~andererseits. ein starker Drang zur Miniaturisierung elektronischer- Einrichtungen besteht, sollten Halbleiterbauteile auch dadurch zur Miniaturisierung beitragen, daß ihnen Mehrfachfunktionen zugeteilt oder sie als integrierte Schaltungen aufgebaut werden.
Fig. 1 stellt eine Schaltung eines Transistorschaltkreises mit einem NPN-Transistor und einer induktiven Last dar.
Der Transitor TR des NPN-Transistors besitzt die Anschlüsse C, B und E für Kollektor, Basis bzw. Emitter; die Belastung besteht aus dem Lastwiderstand R und der Induktivität L, während ferner eine Freilaufdiode FWD vorhanden ist.
Wenn in dieser Schaltung der Transistor TR sperrt, fließt von der gespeicherten Energie der Induktivität L in Rückwärtsrichtung in den Transistor ein Laststrom, wodurch der Transistor zerstört werden kann. Um dies zu verhindern, wird üblicherweise die Freilaufdiode FWD als Schutzdiode des Transistors TR eingesetzt. Zum Schutz des Transistors TR fließt dann also der Laststrom durch die Diode FWD.
Fig. 2 zeigt einen gewöhnlichen Leistungstransistor, wobei Fig. 2(a) eine Draufsicht auf die Oberseite und Fig. ?(b) eine vergrößerte Schnittdarstellung nach IIB-IIB in Fig. 2(a) zeigen. In einem N-Siliziumsubstrat 1 ist durch Zufügen von P-Störstellen auf die eine Oberfläche ein Basisbereich 2 gebildet, der mit dem N-Siliziumsubstrat 1 einen "p"Übergang J1 bildet, dessen Ende auf der einen Hauptoberfläche des Substrats 1 freiliegt. Ferner ist durch Einbringen von N-Störstellen in den I3asi#bereich 2 auf der Hauptfläche des N-Siliziumsubstrats 1 ein Emitterbereich 3 gebildet, der mit dem Basisbereich einen11p"N-Übergang J2 entstehen läßt,#der zur Hauptfläche des Substrats hin freiliegt Auf dieser Hauptfläche des Substrats ist ein Isolierfilm 4 mit Kontakt löchern 4a und 4b für den Basisbereich 2 bzw. den Emitterbereich 3 ausgebildet. Eine Basiselektrode 5 steht über eines der Kontaktlöcher 4a mit dem Basisbereich 2, eine Emitterelektrode 6 über das andere Kontakt loch 4b mit dem Emitterbereich 3 in Verbindung. Eine Kollektorelektrode 7 ist aus der gegenüberliegenden Hauptfläche des N-Siliziumsubstrats 1 ausgebildet.
Gewöhnlich werden am Leis#tungstransistor Aluminiumdrähte mittels Ultraschallenergie mit den Aluminiumelektroden auf einem=Transistorchip befestigt, nämlich auf der Basiselektrode 5 und auf der Emitterelektrode 6 im Falle des Transistors nach Fig. 2. Der Befestigungsfleck sollte dabei eine Größe von 0,5 bis 1,0 mm2 oder mehr haben.
Damit die Stromverteilung im Chip gleichmäßig wird, sollten außerdem die Teile des Chip, an denen die Aluminiumdrähte befestigt sind, schwerer als die Emitterfinger sein (d.h. die kammar tigen Ausdehnungen des Emitterbereichs). Bei einpm üblichen Leistungstransistor gemäß Fig. 2 ist der Widerstandswert 8 eines Teils des Basisbereichs 2, der sich unmittelbar unterhalb'des Emitterbereichs 3 befindet, hoch. Folglich ergibt sich ein Spannungsabfall im Basisbereich 2, so daß zwischen Emitter und Basis keine ausreichend hohe Vorspannung nahe dem Abschnitt 9 des Basisbereichs unmittelbar unterhalb dem Mitte,labschnitt des Befestigungsflecks besteht. Der= Bereich 9 arbeitet deshalb nicht ausreichend, wie dies allgemein bekannt ist. Dieser Teil 9 kann also als nicht erforderlicher, Bereich angesehen werden. Wird eine Freilaufdiode FWD unmittelbar unterhalb des Befestigungsflecks angeordnet, dann kann ein diese Freilaufdiode FWD direkt enthaltender Leistungstransistor erzeugt werden, ohne daß die Chipfläche merklich vergrößert zu werden braucht.
Fig. 3 zeigt einen herkömmlichen Leistungstransistor mit einer nach vorstehendem technischen Konzept angebrachten Freilaufdiode. Die Draufsicht der Fig. 3(a) auf die Obe#rseite des Transistors läßt diese Freilaufdiode erkennen, während die vergrößerte Schnittdarstellung nach Fig. 3(b) in der Linie IIIB-IIIB der Fig. 3(a) verläuft.
Die Bezugszeichen sind dieselben, wie sie in der Fig.2 verwendet wurden.
In Fig. 3 erstreckt sich ein "p"-Bereich von dem Basisbereich 2 derart, daß er den Emitterbereich 3 unmittelbar unterhalb des Befestigungsflecks durchdringt und somit die Emitterelektrode 6 erreicht. Mit anderen Worten, mit 10 ist die Freilaufdiode bezeichnet, von der ein Teil die Freilaufdiode FWD mit dem zugehörigen Teil des N-Siliziumsubstrats 1 bildet. Die Diode FWD ist auf diese Weise integriert, und wenn der Transistor abschaltet, fließt- ein Strom in umgekehrter Richtung im Freilaufdiodenteil (nachfolgend als "FWD-Teil" bezeichnet) 10.
Er fließt von der Emitterelektrode 6 durch den Basisbereich 2 im FWD-Teil 10 und das N-Siliziumsubstrat im FWD-Teil 10 zur Kollektorelektrode. Zugleich fließt transient ein Rückwärtsstrom im Transistorteil nahe dem FWD-Teil 10, der durch den Emitterbereich 3, den Basisbereich 2 und das Siliziumsubstrat 1 gebildet ist, wodurch dieser Transistorteil durchschlagen kann.
Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unmittelbar unter einem Zuleitungsbefestigungsfleck eine Freilaufdiode zu schaffen, die gegenüber dem Basisbereich des Transistors isoliert ist, damit keine Interferenz auftreten kann, so daß die Integration einer Freilaufdiode ohne Vergrößerung der Chipfläche möglich ist und der Transistor eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Zerstörung besitzt.
Im einzelnen zeigt die Zeici,i,ung in: Fig. 1 ein Ersatzschaltbild einer Transistorschaltung mit induktiver Last; Fig. 2 einen gewöhnlichen Leistungstransistor, wobei in Fig. 2(a) eine Draufsicht und in Fig. 2(b) ein Schnitt dargestellt sind; Fig. 3 einen gewöhnlichen Leistungstransistor mit integrierter Freilaufdiode, wobei Fig. 3(a) eine Draufsicht und Fig. 3(b) einen Schnitt durch den Leistungstransistor wiedergeben; Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelementes, wobei Fig. 4(a) eine Draufsicht, Fig. 4(b) eine weitere Draufsicht, bei der jedoch die Elektroden und der Isolierfilm abgenommen sind, und Fig.- 4(c) einen Schnitt darstellen; Fig. 5(a) und 5(b) Schnitte während einzelner Herstellungsschritte des Bauelementes nach Fig. 4; Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelementes, wobei Fig. 6(a) einen Schnitt und Fig. 6(b) eine Draufsicht, bei der die Elektroden und der Isolierfilm abgenommen sind, wiedergegeben; und Fig. 7 ein Diagramm, bei dem die Stärke der Kollektorschicht des Transistors nach Fig. 6 und die Stärke der Kathodenschicht einer Diode der Durchschlagspannung gegenübergestellt sind.
Es folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, wobei zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 4 erläutert wird. In der Fig. 4(a) ist die Oberseite des Bauelementes mit einem Freilaufdiodenteil in Draufsicht, in Fig. 4(b) eine Draufsicht auf das Bauelement, bei dem die Basiselektrode 5 und dieEmitterelektrode 6 noch nicht hergestellt sind, und in Fig. 4(c) ein Schnitt nach der Linie IVC-IVC in Fig. 4(a) gezeigt.
In einem N-Siliziumsubstrat 21 ist durch Einführen von P-Störstellen von der einen Hauptfläche her ein erster Halbleiterbereich 22 ausgebildet, der mit dem Substrat 21 eirm 'p"N -Übergang J3 bildet, der mit einem Ende auf der Hauptoberfläche des Substrats 21 freiliegt. Der erste Halbleiterbereich 22 und das Substrat 21 stellen eine Leerlaufdiode I dar. Mit 23 ist ein zweiter Halbleiterbereich oder ein Basisbereich bezeichnet, der durch Einführen von P-Störstellen in die Substrathauptoberfläche derart gebildet wird, daß er den ersten Halbleiterbereich 22 umgibt, jedoch gegenüber diesem isoliert ist, so daß ein "p"N -Übergang J4 in Verbindung mit dem Substrat 21 entsteht, der an einem Ende auf der Substratoberfläche freiliegt. Ein dritter Halbleiterbereich oder Emitterbereich 24 ist durch Einführen von N-Störstellen in den zweiten Halbleiterbereich 23 in der Hauptfläche des Substrats 21 ausgebildet. Dieser besitzt einen Basisabschnitt 24a und Fingerbereiche 24b-24h, wie in Fig. 4(b) wiedergegeben. Der dritte Halbleiterbereich bildet einen "p"N+-Ubergang mit dem zweiten Halbleiterbereich 23, wobei der Übergang auf der Hauptfläche des Substrats 21 freiliegt. Das Substrat 21, der zweite Halbleiterbereich 23 und der dritte Halbleiterbereich 24 bilden einen NPN-Transistor II. Auf der Hauptfläche des Substrats 24 ist ein Isolierfilm 25 formiert; in den Kontaktlöcher 25a, 25b und 25c für den ersten Halbleiterbereich 22, den zweiten Halbleiterbereich 23 bzw. den dritten Halbileiterbereich 24 eingeschnitten sind. Eine Steuer- oder Basiselektrode 26 ist durch das Kontaktloch 25b im Isolierfilm mit dem zweiten Halbleiterbereich 23 verbunden, Eine erste oder Emitterelektrode 27 ist durch die Kontaktlöcher 25a und 25c des Isolierfilms mit dem ersten Halbleiterbereich 22 bzw. dem dritten Halbleiterbereich 24 verbunden. Diese Emitterelektrode 27 ist direkt oberhalb des ersten Halbleiterbereiches 22 derart ausgebildet, daß sie gegenüber der Steuerelektrode isoliert ist.
Ferner ist eine zweite Elektrode oder Kollektorelektrode auf der gegenüberliegenden Fläche des Substrats 21, mit diesem leitend verbunden, formiert.
Ein Herstellungsverfahren für das Halbleiterelement nach Fig. 4, das eine Chipfläche von 5 x 5 mm2 besitzt, eine Spannungsfestigkeit von 500V und eine zusätzliche Stromstärke von 10A hat, wird anhand der Fig. 5 beschrieben.
Zunächst werden gemäß Fig. 5(a) p-Störstellen, z.B. Bor, in die eine Fläche des Substrats 21, welches einen spezifischen Widerstand von 50 Lcm hat, bis zu einer Tiefe von 22 um mit einer Störstellendichte von 1x1018 Atome/ cm2 mittels photomechanischem Prozeß und einer Diffusionstechnik, die allgemein bekannt sind, zur Bildung des ersten und zweiten Bereichs 22 und 23 eindiffundiert. Danach werden N-Störstellen, z.B. Phosphor, in den zweiten Halbleiterbereich 23 von der Oberfläche des Substrats 21 her bis zu 10 um tief mit einer Störstellendichte von 1 x1021 Atòme/cm2 mittels photomechanischem Prozeß und einer Diffusionstechnik eindiffundiert, wodurch ein dritter'Halbleiterbereich 24 entsteht. Danach werden in einem photomechanischen Prozeß und mit Vakuumniederschlagstechnik, die allgemein bekannt sind, der Isolierfilm 25, die Steuerelektrode 26, die erste Elektrode 27, die zweite Elektrode und ein Schutzfilm (nicht gezeigt) aufgebracht, so daß das fertige Halbleiterelement gemäß~ Fig. 4 vorliegt.
Im derart hergestellten Halbleiterelement ist der einen Teil des Transistors II bildende zweite Halbleiterbereich 23 so angeordnet, daß er den ersten Halbleiterbereich 22, der einen Teil der Diode I darstellt, gegenüber diesem isoliert umgibt, so daß die Freilaufdiode in dem Teil, der unmittelbar unter dem Anschlußfleck liegt, der nicht wesentlich zum Betrieb des Transistors beiträgt, ausgebildet ist. Damit ist es möglich, ein Halbleiter-Bauelement, welches eine Freilaufdiode integriert enthält, ohne Vergrößerung der Chipfläche und ohne, daß die Transistoreigenschaften nachteilig beeinflußt sind, herzustellen. Außerdem ist der Transistor II gegenüber dem FWD-Teil I des Halbleiter-Bauelementes isoliert. Dadurch kann beim Abschalten einer induktiven Last durch den Transistor der Rückwärtsstrom sofort durch den FWD-Teil I fließen, so daß der Rückwärtsstrom nicht in dem Teil des Transistors als Übergangsstrom fließt, der an die Freilaufdiode angrenzt. Folglich ist die Widerstandsfähigkeit des Transistors gegen Zerstörung nicht vermindert Ein so hergestelltes Halbleiter-Bauelement, mit einer Betriebsspannung von 500 V und einem Arbeitsstrom von 10 A) war hinsichtlich Eigenschaften und Zuverlässigkeit den bekannten Leistungstransistoren mit den selben Daten, an die eine Freilaufdiode angeschlossen werden mußte, mit gleicher Chipfläche ebenbürdig.
Um die Widerstandsfähigkeit des Halbleiter-Baueleme#ts nach den Fig 4 gegen Zerstörung noch zu verbessern ist es wirkungsvoll, die Schaltgeschwindigkeit der Leer#aufdiode zu erhöhen. Um dies zu erreichen, wird selektiv Gold in die Freilaufdiode I hineindiffundiert. Wenn in diesem Fall Gold in die gesamte Fläche des Chip eindiffundiert wird, kann der Gleichstromverstärkungsfaktor des Transistors II abnehmen. Um dies zu vermeiden, wird das Gold nur im Bereich der Freilaufdiode I eindiffundiert.
Piq, 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelementes. In den Fig. 6(a) und 6(b) weist ein N-Siliziumsubstrat 31 einen spezifischen Widerstand von 50 Dcm auf, bei welchem von der zweiten Oberfläche her bis zu einer Tiefe von 170 um ein vierter Halbleiter-Bereich durch N-Störstellendiffusion, 20 z.B. Phosphor, mit einer Störstellendichte von 1x10 Atomen/cm2 gebildet wird, wodurch ein N#N+-Übergang J6 entsteht. Ein erster Halbleiterbereich oder ein Anodenbereich der Diode wird durch Eindiffundieren von P-Störstellen, z.B. Bor, in die erste Substratoberfläche bis zu einer Tiefe von 40 um mit einer Störstellendichte von 1x1018 Atomen/cm2 erzeugt, wobei mit dem Substrat ein 'p"N -Übergang J7 entsteht, der zur Oberfläche des Substrats 31 hin freiliegt.-Die Dicke des Substrats unmittelbar unter dem ersten Halbleiterbereich, also der Abstand W zwischen "p"N -Übergang J7 und N N+-Übergang J6 beträgt 25 um. Der erste Halbleiterbereich 33 und das Substrat 31 bilden zusammen eine Freilaufdiode I. Da der Abstand Wc D zu 25 um festgesetzt wird, beträgt die Spannungsbelastbarkeit der Diode wenigstens 500 V und dererste Halbleiterbereich kann eine Fläche von 0,5 mm2 haben.
Mit 24 ist ein zweiter Halbleiterbereich oder der Basisbereich des Transistors bezeichnet, der durch Zuführen von P-Störstellen, wie Bor, in die Hauptfläche des Substrats 21 derart, daß er den ersten Halbleiterbereich 33 umgibt, von diesem jedoch isoliert ist, gebildet werden, so daß jein "p"N-Übergang J8 mit dem Substrat 31 gebildet wird, der zur Substratoberfläche hin an einem Ende-freiliegt.
Die Störstellendichte beträgt dabei 1x1018 Atome/cm2 bei einer Diffusionstiefe von 22 um. Die Dicke des Substrats unmittelbar unter dem zweiten Halbleiterbereich 34, d.h. der Abstand Wc T zwischen den Übergängen J6 und J8' beträgt 50 um.
Der dritte Halbleiterbereich 35 oder der Emitterbereich des Transistors wird durch Eindiffundieren von N-Störstellen, wie Phosphor, in den zweiten Halbleiterbereich 34 von der Hauptfläche des Substrats her bis zu 10 um Tiefe mit einer Störstellendichte von 1x1021 Atome/cm2 gebildet, so daß ein "p"N+-Übergang Jg mit dem zweiten Halbleiterbereich 34 entsteht, der an einem. Ende auf der Substratoberfläche freiliegt. Das Substrat 31, der zweite Halbleiterbereich 34 und der dritte Halbleiterbereich 35 bilden einen NPN-Transistor II, dessen Spannungsfestigkeit, d h. die Kollektor-Emitter-Dauerspannung v 500 51 oder höher ist und dessen Kollektor-Basis-Spannung VCBO 600 V oder höher ist.
In der Fig. 6 bezeichnet 36 einen Isolationsfilm, der auf. der- Oberfläche des Substrats 31 ausgebildet ist und Kontaktlöcher 36a, 36b und 36c für den ersten, den zweiten bzw. dritten Halbleiterbereich 33, 34, 35 aufweist.
Eine Steuer- oder Basiselektrode 37 ist durch das Kontaktloch 36b mit dem zweiten Halbleiterbereich 34 verbunden.
Eine erste oder Emitterelektrode 38 hat durch die Kontaktlöcher 36a und 36c mit dem ersten bzw. zweiten Halbleiterbereich 33 bzw. 36 Verbindung, wobei die erste Elektrode gegenüber der Steuerelektrode isoliert ist und sich im wesentlichen direkt oberhalb des ersten Halbleiterbereichs 33 befindet. Eine zweite oder Kollektorelektrode 39 überdeckt die gesamte zweite Oberfläche des Substrats 31 und ist mit dem vierten Halbleiterbereich 32 leitend verbunden. Abschirmringe A0 sind durch Einführen von P-Störstellen in die erste Hauptoberfläche des Substrats in einer solchen Weise gebildet, daß sie den zweiten Halb--leiterbereich 34 umschließen. Durch Einbringen von N-Störstellen in die erste Hauptfläche des Substrats 31 ist außerdem eine Kanalunterbrechung 41 hergestellt;1.
Das beschriebene Halbleiter-Bauelement genügt hinreichend den Spannungsanforderungen, wonach VCEO(sus) 400 V bis 450V oder mehr und VCBO 500 bis 600 V oder mehr betragen sollte, wenn ein Transistor mit einer Speisespannung von 200 V betrieben wird. Für die Diode ist die SpannUngsan-#fo#rderung ebenfalls -erfüllt, die gleich der Kollektor-Basis-Spannung VCBO ist. Außerdem ist ähnlich wie beim Halbleiterelement nach Fig. 4 auch dann, wenn der Transistor abschaltet und, aufgrund der Lastinduktivität ein Strom in umgekehrter Richtung plötzlich durch die Freilaufdiode 1 fließt, kein Anlaß dafür; daß Strom in umgekehrter Richtung vorübergehend durch einen Teil des Transistors nahe der Freilaufdiode fließt, so daß auch die Widerstandsfähigkeit des Transistors II gegen Be= schädigung oder Zerstörung nicht vermindert ist.
Da der Abstand WC-D kürzer als der Abstand Wc T ist, kann die Fläche des ersten Halbleiterbereichs 33, die die Diode I bildet, halb so groß (0,5 mm2 ) sein wie diejenige des ersten Halbleiterbereichs 22 im ersten Beispiel ( 1 mm2), das in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch der Integrationsgrad wirkungsvoll verbessert ist.
#Fig. 7 zeigt die Zusammenhänge zwischen den Abständen Wc T und #Wc D (in der Zeichnung allgemein mit W C gekennzeichnet) und der Spannungswiderstandsfähigkeit des Halbleiter-' elementes aus Fig. 6, wobei mit der ~ausgezogenen Kurve A das Spannungswiderstandsverhalten der Diode I in Abhängigkeit von der Dicke Wc D und mit der gestrichelten Linie B die Beziehung zwischen der Spannung #CEO(SUS) und der Dicke Wc T bei h FE = 20 des Transistors II zarge stellt sind. Aus diesem Diagramm der Fig. 7 geht hervor, daß, wenn die Dicke WCT des Substrats 31, das die Kollektorschicht des Transistors II bildet, auf 50 um eingestellt wird, die Dicke WC D des Substrats 31, mit der die Kathodenschicht der Diode I gebildet wird, 25 llm sein kann. Wird das Spannungsaushaltevermögen oder die Stehspannung des Transistors II gleich der der Diode I gemacht, so kann die Dicke Wc D geringer als die Dicke WC T sein, so daß folglich der Bereich der Diode 1 kleiner sein kann.
Bisher wurde die Erfindung anhand eines NPN-Transistors dargelegt, doch versteht es sich, daß das technische Konzept ebenso bei einem PNP-Transistor, einem Darlington-Transistor oder einem bipolaren IC einsetzbar ist.
Gemäß der Beschreibung ist beim erfindungsgemäßen Halbleiterelement die Schutzdiode für den Transistor unmittelbar unterhalb des Anschlußflecks der Emitterelektrode derart angeordnet, daß sie vom Basisbereich ferngehalten wird. Damit wird das erfindungsgemäße Halbleiterelement bezüglich seiner Eigenschaften und Zuverlässigkeit derjenigen gleichwertig, bei denen an den Transistor außen eine Schutzdiode angeschlossen wird. Die Dicke einer Hauptelektrodenschicht der Diode, die dieselbe Halbleiterschicht wie der Transistor besitzt, kann geringer gemacht werden als diejenige der Kollektor schicht des Transistors. Es ist dadurch möglich, den Flächenbereich-der Diode zu verringern, wenn die Stehspannung des Transistors gleich derjenigen der Diode gemacht wird, was zur Miniaturisierung des Halbleiterelementes beiträgt.
Leerseite ersei

Claims

Halbleiter-Bauelement Patentansprüche fu.1 Halbleiter-Bauelement mit einem Halbleitersubstrat einer ersten Leitfähigkeitstype, einem ersten Halbleiterbereich einer zweiten Leitfähigkeitstype, der auf einer Hauptfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist und mit dem Halbleitersubstrat eine Diode bildet, g ek e n n z e i c h n e t durch einen zweiten Halbleiterbereich der zweiten Leitfähigkeitstype, der in der Hauptfläche des Substrates derart ausgebildet ist, daß er den ersten Halbleiterbereich umgibt, gegenüber diesem jedoch isoliert ist, einen dritten Halbleiterbereich der ersten .Leitfähigkeitstype, der im zweiten Halbleiterbereich der Hauptfläche des Halbleitersubstrates ausgebildet ist und gemeinsam mit dem Halbleitersubstrat und dem zweiten Halbleiterbereich einen Transistor bildet, eine mit dem ersten und dem dritten Halbleiterbereich verbundene erste Hauptelektrode, eine mit dem Halbleitersubstrat auf der anderen Hauptfläche verbundene zweite Hauptelektrode und eine mit dem zweiten Halbleiterbereich verbundene Steuerelektrode.
2 Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß wenigstens in die durch Halbleitersubstrat und ersten Halbleiterbereich gebildete Diode Gold selektiv hineindiffundiert ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vierten Halbleiterbereich der ersten Leit fähigkeitstype, der in der zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist und dessen Störstellendichte höher als die des Halbleitersubstrates ist.
4. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich n e t, daß die Diffusionstiefe des ersten Halbleiterbereichs von der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats größer als die Diffusionstiefe des zweiten Halbleiterbereichs von der ersten Hauptfläche des Halblei--tersubstrates ist.
5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e , t daß wenigstens in die durch das Halbleiter-Substrat und den ersten Halbleiterbereich gebildete Diode Gold hineindiffundiert ist.
6. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichn e t, daß ein vierter Halbleiterbereich der ersten Leitfähigkeitstype in der zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats formiert ist, dessen Störstellendichte über derjenigen des Halbleitersubstrates liegt.
7. Halbleiter-Bauelement, das einen Transistor und eine Diode enthält, die innerhalb desselben Halbleiters -formiert sind, gekennzeichnet durch eine Halbleiterschicht der ersten Leitfähigkeitstype, die eine Kollektorschicht des Transistors und eine erste Hauptelektrodenschicht der Diode bildet, einen Bereich einer zweiten Leitfähigkeitstype, der einen Basisbereich des Transistors darstellt, der einen PN-Übergang mit der Halbleiterschicht bildet, einen Bereich der ersten Leitfähigkeitstype, der einen Emitterbereich des Transistors bildet, im Basisbereich formiert ist -und mit diesem einen PN-Übergang bildet, einen zweiten Bereich der zweiten Leitfähigkeitstype, der die zweite Hauptelektrodenschicht der Diode bildet, welche mit der Halbleiterschicht einen PN-Übergang bildet und gegenüber dem Basisbereich isoliert ist, eine den Emitterbereich mit der zweiten Hauptelektrodenschicht verbindende Emitterelektrode, eine mit dem Basisbereich verbundene Basiselektrode und eine mit der Halbleiterschicht verbundene Kollektorelektrode.
8. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t, daß die zweite Hauptelektrode eine größere Diffusionstiefe als der Basisbereich hat.
9. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, in dem die Diode formiert ist, sich praktisch in der Mitte des Bereiches befindet, in dem der Transistor ausgebildet ist.
iQ. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t, daß wenigstens in den Bereich der Diode Gold hineindiffundiert ist.
11. Halbleiter-Bauelement mit einem Halbleitersubstrat einer ersten Leitfähigkeitstype, dadurch gekennz e i c h n e t daß in einer Hauptfläche des Halbleitersubstrats ein Halbleiterbereich der ersten Leitfähigkeitstype formiert ist, dessen Störstellendichte über derjenigen des Halblei-tersubstrats liegt, daß in der anderen Hauptfläche des Halbleitersubstrats ein erster Halbleiterbereich einer zweiten Leitfähigkeitstype gebildet ist, wobei der erste Halbleiterbereich einen PN-Übergang (J7) mit dem Halbleitersubstrat bildet, der gegenüber einem Übergang (J6) zwischen Halbleitersubstrat und dem Halbleiterbereich einen Abstand (Wc D3 einhält, daß ein zweiter Halbleiterbereich der zweiten Leitfähigkeitstype in der anderen Hauptfläche des Halbleitersub strats derart ausgebildet ist, daß der zweite Halbleiterbereich den ersten Halbleiterbereich umgibt, gegenüber diesem jedoch isoliert ist, wobei der zwischen dem zweiten Halbleiterbereich und dem Halbleitersubstrat gebildete PN-Übergang (J8) zum Übergang (J6) einen Abstand (Wc T) hat, der größer als der Abstand (WC,D) ist, daß ein dritter Halbleiterbereich im zweiten Halbleiterbereich in der anderen Hauptfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, der mit dem zweiten -Halbleiterbereich einen PN-Übergang (Jg) bildet, daß eine erste Hauptelektrode mit=dem ersten und dem dritten Halbleiterbereich verbunden ist, daß eine zweite Hauptelektrode mit dem Halbleiterbereich verbunden ist, und daß eine Steuerelektrode mit dem zweiten Halbleiterbereich verbunden ist.
12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Übergang (J6) im wesentlichen parallel zur einen Hauptfläche des Halbleitersubstrates verläuft und die Endabschnitte der PN-Übergänge (J7, J8 und Jg) an der anderen Hauptfläche des Halbleitersubstrates freiliegen und mit einem Isolierfilm abgedeckt sind,
13.Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennz e i c h n e t, daß wenigstens in einem Teil des Halbleitersubstrates, der unmittelbar unter dem Halbleiterbereich liegt, Gold eindiffundiert ist.
14.Bauelement- nach Anspruch 12, gek e n n zeichnet durch einen Abschirmring der zweiten Leitfähigkeitstype, der derart formiert ist, daß er die andere Hauptfläche des Halbleitersubstrates und den zweiten Halbleiterbereich umgibt.
15. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnest, daß der Bereich, in dem die Diode formiert ist, im wesentlichen im Zentrum des Bereiches liegt, in dem der Transistor formiert ist.
16. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h n e t daß die Diode an einer Stelle im wesentlichen unterhalb des Zentrums der ersten Hauptelektrode formiert ist.