DE4210071A1

DE4210071A1 - MOS-gesteuerter Thyristor MCT

Info

Publication number: DE4210071A1
Application number: DE4210071A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dr Bauer; Bo Dr Breitholtz; Willy Hermansson
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG; ABB AB
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-09-30

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie betrifft einen NOS-gesteuerten Thyristor HCT, umfassend

a) ein Halbleitersubstrat mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen, von denen die erste einer Kathode zu geordnet ist und eine Kathodenfläche bildet, und die zweite einer Anode zugeordnet ist;
b) innerhalb des Halbleitersubstrats zwischen den bei den Hauptflächen von der Anode her eine Schichten folge mit einer Emitterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, einer ersten Basisschicht von ei nem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Leitfähig keitstyp, und einer zweiten Basisschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp;
c) innerhalb des Halbleitersubstrats zwischen den bei den Hauptflächen eine Vielzahl von nebeneinander an geordneten und parallel geschalteten MCT-Zellen;
d) innerhalb jeder NCT-Zelle ein von der ersten Haupt fläche her in die zweite Basisschicht eingelassenes Emittergebiet vom zweiten Leitfähigkeitstyp, welches durch einen auf die erste Hauptfläche aufgebrachten Kathodenkontakt kontaktiert ist; und
e) innerhalb jeder MCT-Zelle auf der Kathodenseite eine erste HOS-Struktur, welche einen schaltbaren Kurz schluß zwischen der zweiten Basisschicht und dem Kathodenkontakt bildet.

Ein solcher HCT ist z. B. aus dem Artikel von V. A. K. Temple, IEEE Trans. Electron Devices, Vo. ED-33, 5.1609-1618 (1986), bekannt.

STAND DER TECHNIK

Bei der Anwendung in leistungselektronischen Schaltungen, insbesondere bei drehzahlgesteuerten Motorantrieben, wä ren wichtige Systemvereinfachungen durchführbar, wenn bei den verwendeten Leistungshalbleitern die Stromsteuerung, wie man sie derzeit vom GTO her kennt, durch eine Span nungssteuerung ersetzt werden könnte. Dieser Übergang von Strom- zu Spannungssteuerung ist bei kleineren Lei stungen mit dem Ersatz der herkömmlichen Bipolartransi storen durch die neu entwickelten IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) bereits vollzogen worden.

Bei größeren Leistungen, die im wesentlichen den Thyri storen vorbehalten bleiben, sind seit längerer Zeit Be mühungen im Gange, durch die Entwicklung des spannungsge steuerten MCT (LOS Controlled Thyristor) den GTO in ent sprechender Weise abzulösen. Bisher sind diese Bemühungen jedoch nicht sehr erfolgreich verlaufen, weil großflä chige MCTs, die aus vielen einzelnen kleinen MCT-Zellen bestehen, nach wie vor unter abträglichen inhomogenen Stromverteilungen - insbesondere während der Abschalt phase - leiden. Beim Überschreiten einer kritischen lo kalen Stromdichte kann aber das Bauelement nicht mehr kontrolliert abschalten. Die dadurch entstehende exzes sive Stromwärme kann zu einer definitiven Zerstörung des Bauelements führen.

Es ist bekannt, daß der Grund hierfür in einer bereits im stationären, leitenden Zustand vorhandenen Stromdich teinhomogenität liegt. Durch die Einschnürung des von der Anode ausgehenden Plasmas am Rand der Kathode entsteht dort eine Stromdichteüberhöhung. Bei hinreichend hoher Stromdichte führt diese Inhomogenität im weiteren Verlauf des Abschaltvorgangs zur Ausbildung von Stromfilamenten.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine MCT-Struktur so auszulegen, daß während des Abschaltvorgangs das Bauele ment noch stärker mit Kurzschlüssen ausgerüstet wird als beim Standard-MCT.

Die Aufgabe wird bei einem MCT der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

f) zwischen den MCT-Zellen DMOS-Zellen angeordnet sind; wobei
g) innerhalb jeder DMOS-Zelle von der ersten Hauptflä che her in die zweite Basisschicht ein nichtemittie rendes erstes Kanalgebiet vom zweiten Leitfähig keitstyp, und in das erste Kanalgebiet ein erstes Kathodenkurzschlußgebiet vom ersten Leitfähigkeits typ eingelassen sind, und das erste Kathodenkurz schlußgebiet durch den Kathodenkontakt kontaktiert ist; und
h) innerhalb jeder DMOS-Zelle auf der Kathodenseite eine zweite MOS-Struktur vorgesehen ist, welche einen schaltbaren Kurzschluß zwischen der zweiten Basisschicht und dem ersten Kathodenkurzschlußge biet bildet.

Der Kern der Erfindung liegt darin, mit zusätzlichen DMOS-Zellen eine Kathodenkurzschlußstruktur zu schaffen, welche gemeinsam mit den übrigen MCT-Zellen als Kathoden kurzschluß bei der Initiierung des Abschaltvorgangs ak tiviert wird, im Gegensatz zu den MCT-Zellen im leitenden Zustand jedoch nicht als Elektronenemitter funktioniert.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens bei einem Teil der DMOS-Zellen die Dotierungskonzentration in den ersten Kanalgebieten kleiner ist als die Dotierungskonzentration in den zweiten Kanalgebieten der MCT-Zellen. Hierdurch ergibt sich bei richtiger Wahl der Dotierungskonzentra tion vorteilhafterweise ein Kathodenkurzschluß, der zu sätzlich bereits im leitenden Zustand des Bauelements ak tiv ist, wobei der Grad seiner Aktivität von der Höhe der lokalen Stromdichte abhängt: Bei hoher lokaler Strom dichte wird dieser Kurzschluß aktiv und begrenzt die Emittereffizienz lokal. Überschreitet dagegen die lokale Stromdichte den für das gesamte Zellenkollektiv verträg lichen Mittelwert nicht, ist auch die Aktivität dieses Kurzschlusses vernachlässigbar.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung be steht darin, daß zwischen den MCT-Zellen wenigstens zwei unterschiedliche Kategorien von DMOS-Zellen angeordnet sind, wobei bei der ersten Kategorie die Dotierungskon zentration im ersten Kanalgebiet gleich der Dotierungs konzentration im zweiten Kanalgebiet der MCT-Zellen ist, und bei der zweiten Kategorie die Dotierungskonzentration im ersten Kanalgebiet von der Dotierungskonzentration im zweiten Kanalgebiet der MCT-Zellen abweicht. Hierdurch wird für die Auslegung der elektrischen Daten des Bauele ments ein weiterer Freiheitsgrad dazugewonnen.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 im Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel für einen MCT nach der Erfindung mit MCT- und DMOS-Zelle, wobei das erste Kathodenkurz schlußgebiet 6 in der DMOS-Zelle D in der Mitte unterbrochen ist;

Fig. 2 im Querschnitt ein zu Fig. 1 vergleichbares zweites Ausführungsbeispiel für einen MCT nach der Erfindung, wobei das erste Kathodenkurz schlußgebiet 6 in der DMOS-Zelle D durchgehend ausgebildet ist;

Fig. 3a, b zwei verschiedene Konfigurationen der Kathoden struktur mit unterschiedlichen Verhältnissen von MCT- zu DMOS-Zellen;

Fig. 4 im Querschnitt ein zu Fig. 1 vergleichbares drittes Ausführungsbeispiel für einen MCT nach der Erfindung, wobei zwischen den MCT-Zellen zwei unterschiedliche Kategorien von DMOS-Zel len angeordnet sind, von denen die eine bereits im leitenden Zustand des Bauelements aktiv ist; und

Fig. 5 ein Diagramm der Ortsabhängigkeit der Löcher dichte und Dotierungskonzentration, welches zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kategorie von DMOS-Zelle dient, die bereits im leitenden Zu stand des Bauelements aktiv ist.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend zwei Kategorien von MOS-kontrollierten Kurz schlüssen näher erläutert werden, die in Form von DMOS- Zellen in einem MCT eingesetzt werden. Die erste Katego rie ist im leitenden Zustand des Bauelements nicht aktiv und wird als Kathodenkurzschluß erst bei Initiierung des Abschaltvorgangs zusammen mit den MCT-Zellen aktiviert. Die zweite Kategorie ist bereits im leitenden Zustand des Bauelements aktiv und begrenzt die Emittereffizienz bei zu hoher lokaler Stromdichte.

Die erste Kategorie von MOS-kontrollierten Kurzschlüssen ist als DMOS-Zelle D in Fig. 1 gemeinsam mit einer an sich bekannten Standard-MCT-Zelle M im Schnitt darge stellt. In einem Halbleitersubstrat 1 ist zwischen einer ersten Hauptfläche H1, die einer Kathode K zugeordnet ist, und einer zweiten Hauptfläche H2, die einer Anode A zugeordnet ist, eine Schichtfolge vorgesehen, die - von der Anode A ausgehend - eine p⁺-dotierte Emitterschicht 12, eine n⁻-dotierte erste Basisschicht 11 und eine p-do tierte zweite Basisschicht 10 umfaßt.

In der MCT-Zelle M ist in bekannter Weise von der ersten Hauptfläche H1 her ein n⁺-dotiertes Emittergebiet 8 in die zweite Basisschicht 10 eingelassen, welches auf der ersten Hauptfläche H1 durch einen Kathodenkontakt 2 (z. B. eine AI-Metallisierungsschicht) kontaktiert wird. Weiter hin sind kathodenseitig MOS-kontrollierte Kurzschlüsse vorgesehen, die aus einem eingelassenen, p⁺-dotierten Ka thodenkurzschlußgebiet 5, seitlich an das Emittergebiet 8 angrenzenden, n-dotierten (wannenförmigen) Kanalgebie ten 7, der an die Kanalgebiete 7 angrenzenden zweiten Ba sisschicht 10 und einer über den Kanalgebieten 7 (mittels einer Gateisolierung 3) isoliert angeordneten Gateelek trode 4 bestehen. Das Kathodenkurzschlußgebiet 5 ist gleichfalls durch den Kathodenkontakt 2 kontaktiert, so daß bei durchgeschaltetem Kurzschluß die zweite Basis schicht 10 direkt mit der Kathode K leitend verbunden ist. Zum Anschluß der Anode A ist im übrigen auf der zweiten Hauptfläche H2 ein metallisierter Anodenkontakt 13 vorgesehen.

Der herkömmlichen MCT-Zelle M ist nun erfindungsgemäß eine DMOS-Zelle D parallelgeschaltet, deren innere Struk tur nahezu identisch ist mit dem Aufbau der MCT-Zelle M; der Unterschied besteht darin, daß die DMOS-Zelle D zwar ein n-dotiertes (ebenfalls wannenförmiges) Kanalgebiet 9 und ein p⁺-dotiertes Kathodenkurzschlußgebiet 6, aber kein zusätzliches, n⁺-dotiertes Emittergebiet 8 wie die MCT-Zelle M besitzt. Die MOS-kontrollierten Kurzschlüsse werden in der DMOS-Zelle D von dem Kathodenkurzschlußge biet 6, dem Kanalgebiet 9, der zweiten Basisschicht 10 und der über das Kanalgebiet 9 reichenden Gateelektrode 4 gebildet. Das Kathodenkurzschlußgebiet 6 ist in der Mitte unterbrochen, so daß das darunterliegende Kanalge biet 9 direkt von dem Kathodenkontakt 2 kontaktiert wer den kann.

Die n-Dotierungen der beiden Kanalgebiete 7 und 9 sind bei den DMOS-Zellen der ersten Kategorie gleich. Sie kön nen daher mit einem einzigen Maskenprozeß zusammen her gestellt werden. Bei DMOS-Zellen der zweiten Kategorie sind die beiden n-Dotierungen dagegen nicht identisch. Wesentlich ist, daß die n-Dotierung der Kanalgebiete 9 so schwach ist, daß die Emittereffizienz hinreichend klein ist, damit die DMOS-Zelle in der Tat keine Elektro nen im eingeschalteten Zustand des Bauelements zum Strom fluß beisteuert. Dies wird praktisch erreicht, wenn diese n-Dotierung einen Wert von etwa 10¹⁸ cm^-3 nicht überschreitet.

Ein weiterer Typ einer DMOS-Zelle D der ersten Kategorie ist in Fig. 2 gezeigt. Hierbei ist das Kathodenkurz schlußgebiet 6, welches durch den Kathodenkontakt 2 kon taktiert wird, nicht - wie dies bei dem in Fig. 1 darge stellten Typ der Fall ist - unterbrochen, so daß Katho denkontakt 2 und Kanalgebiet 9 vollständig voneinander getrennt sind. Damit ist vollkommen sichergestellt, daß diese Zellenstruktur nicht als Emitter wirken kann.

Man könnte nun annehmen, daß bei dieser Konfiguration die Kontrolle über das Potential des Kanals nicht gewähr leistet sei, weil das Kanalgebiet 9 nicht mit dem Katho denkurzschlußgebiet 6 (über den Kathodenkontakt 2 wie in Fig. 1) kurzgeschlossen ist. Diese Annahme ist jedoch un begründet, da das Potential der p-Basis eines Thyristors (in diesem Fall der zweiten Basisschicht 10) nur gering fügig vom Massepotential abweicht (aus dem gleichen Grund beträgt die treibende Drainspannung für einen MCT auch nur maximal etwa 800 mV). Die Kontrolle des Kanals ist daher in allen Betriebszuständen gewährleistet.

Das Kanalgebiet 9 der DMOS-Zelle D kann - wie bereits er wähnt - im Prozeßverlauf gleichzeitig mit dem Kanalge biet 7 der MCT-Zelle M erzeugt werden. Das Gleiche gilt für die Kathodenkurzschlußgebiete 6 und 5 in den beiden Zellenarten D und M. Die Peripherie der beiden Zellenar ten ist somit identisch. Damit ist klar, daß die DMOS- Zelle D der ersten Kategorie ohne zusätzlichen Aufwand an Maskenebenen im Bauelement realisiert werden kann.

Die Funktion der DMOS-Zelle D besteht darin, erst zum Zeitpunkt der Initiierung des Abschaltvorgangs (d. h. bei einem negativen Gatespannungsimpuls) zusätzlich zu den vorhandenen Kanälen der MCT-Zellen M die Kathodenfläche stärker zu "vershorten" und damit mehr Wege zum Ableiten des Löcherstromes anzubieten. Es wurde in diesem Zusam menhang bereits experimentell nachgewiesen, daß damit eine Erhöhung der maximal abschaltbaren Stromdichte um einen Faktor von etwa 2 erzielbar ist. Im stationären, leitenden Zustand des Bauelements verhindert die ver gleichsweise hohe Dotierung des Kanalgebietes 9 wirkungs voll einen Abfluß von Löchern über das Kathodenkurz schlußgebiet 6 der DMOS-Zelle D. Es werden hier die gleichen Entwurfskriterien wirksam, welche auch bei der äquivalenten Struktur des parasitären p-n-p-Löcherkurz schlusses (10, 7, 5) der MCT-Zelle M sicherstellen, daß dieser Effekt die Emittereffizienz nur unwesentlich be einträchtigt.

Man kann nun die maximal abschaltbare Stromdichte weiter steigern, indem man das Verhältnis von MCT-Zellen M zu DMOS-Zellen D in spezieller Weise wählt, insbesondere zu gunsten der DMOS-Zellen D verändert. In Fig. 3a ist aus schnittweise ein erstes Ausführungsbeispiel wiedergege ben, welches schematisch die Anordnung der beiden Zellen arten D und M (von der Kathodenfläche her gesehen) zeigt. Die MCT- und DMOS-Zellen sind dabei in Form eines Schach brettmusters abwechselnd im Verhältnis 1:1 angeordnet. Im weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3b ist jede MCT- Zelle M jeweils vollständig von DMOS-Zellen D umgeben, was zu einem Verhältnis der Zellen von M:D gleich 1:3 führt. Bei Verhältnissen M:D, welche kleiner als 1:3 sind, muß durch die Reduktion der Emitterfläche aller dings eine Erhöhung der Durchlaßspannung in Kauf genom men werden. Gleichwohl ist es möglich, zwei oder mehr DMOS-Zellen zwischen den MCT-Zellen vorzusehen. In jedem Fall ist für die Realisierung einer solchen MCT-DMOS-Kom bination kein zusätzlicher Prozeßaufwand nötig, sofern DMOS-Zellen der beschriebenen ersten Kategorie eingesetzt werden.

Wenn man die Forderung nach einem minimierten Prozeßauf wand aufgibt und ein zusätzliches Maskenniveau zuläßt, das es ermöglicht, das Kanalgebiet 9 der DMOS-Zelle D mit einer Dotierung zu versehen, welche von der der Kanalge biete 7 in den MCT-Zellen M abweicht, lassen sich DMOS- Zellen bzw. Kathodenkurzschlüsse der zweiten Kategorie herstellen. Die Struktur der resultierenden Anordnung ist dieselbe wie in Fig. 2 mit dem Unterschied, daß die Ge biete 7 und 9 in ihrer jeweiligen Dotierungskonzentration voneinander abweichen.

Es sei hier nur der maßgebliche Fall betrachtet, daß die Dotierungskonzentration des Kanalgebietes 9 kleiner ist als bei der DMOS-Zelle der ersten Kategorie. Ein sol cher Kathodenkurzschluß der zweiten Kategorie befindet sich nun an der Peripherie der Kathode einen Zellenkol lektivs, wo er bereits im stationären, leitenden Zustand einer stark erhöhten lokalen Stromdichte (in einem Strom filament) ausgesetzt ist. Die Dotierstoffkonzentration im Kanalgebiet 9 kann nun so weit reduziert werden, daß die Löcherdichte (bei der überhöhten lokalen Stromdichte) das Niveau der Dotierstoffkonzentration erreicht. Das Kanal gebiet 9 wird dann im Plasma der Ladungsträger "versinken"; es wird für die Löcher transparent oder, mit anderen Worten, aus dem MOS-kontrollierten Kurzschluß bei normalen Stromdichten wird ein quasi permanenter Kurzschluß für hohe Stromdichten.

Dieser permanente Kurzschluß wirkt auf die ihn umgeben den Emitter in der Weise, daß er deren Emittereffizienz verringert. Damit ist das weitere Anwachsen der lokalen Stromdichte im Filament verhindert oder zumindest er schwert. Somit steht ein Mittel zur Verfügung, die Schwankung der lokalen Stromdichte im stationären, lei tenden Zustand in Grenzen zu halten. Eine solche homoge nisierte Stromdichteverteilung ist eine Bedingung für das kontrollierte Abschalten von vergleichsweise hohen Strom dichten.

Die schematische Wirkungsweise eines Kathodenkurzschlus ses der zweiten Kategorie ist in Fig. 5 angedeutet, wo die Dichten der Donatoren (N_D) und Akzeptoren (N_A) (d. h. das Dotierstoffprofil) als durchgezogene Linien, sowie die Dichten der Löcher (p) bei zwei verschiedenen Anoden stromdichten J_a als gestrichelte Kurven logarithmisch über der von der ersten Hauptfläche H1 an gemessenen Ortskoordinate x entlang der Linie X-X aus Fig. 2 auf getragen sind. Während bei kleiner Anodenstromdichte (J_a klein) das Kanalgebiet 9 weitgehend frei von Löchern ist, wird es bei großen Anodenstromdichten (J_a groß) von den Löchern vollständig überflutet.

Je nach Wahl der Dotierung des Kanalgebietes 9 der DMOS- Zelle D hat man die Möglichkeit, den Kurzschluß mehr oder weniger effektiv zu gestalten. Ist die Dotierungs konzentration im Kanalgebiet sehr klein, wird selbst bei normalen Stromdichten eine Wirkung auf die umgebenden Emitter spürbar sein. Es ist daher notwendig, die Anord nung und Anzahl dieser DMOS-Zellen D genau auf das jewei lige Zellenkollektiv abzustimmen.

Neben den Kombinationen vom MCT-Zellen und DMOS-Zellen einer Kategorie in jedem beliebigen Verhältnis ist es auch denkbar MCT-Zellen mit DMOS-Zellen beider Kategorien zu kombinieren. Ein Ausführungsbeispiel für diese Vari ante ist in Fig. 4 wiedergegeben. Neben den MCT-Zellen M treten hier die beiden Kategorien von DMOS-Zellen D1 und D2 auf, die in ihrer inneren Struktur identisch sind, sich aber durch unterschiedlichen Dotierungskonzentratio nen n1 und n2 in den Kanalgebieten 14 bzw. 15 unterschei den. Selbstverständlich können die einzelnen DMOS-Zellen anstelle der in Fig. 4 dargestellten Struktur auch eine Struktur gemäß Fig. 1 aufweisen.

Weiterhin ist die Erfindung nicht nur auf Bauelemente mit den in Fig. 1 und 2 gezeigten Leitfähigkeitstypen für die einzelnen Schichten und Gebiete beschränkt. Vielmehr ist es auch denkbar, die Bauelemente im Rahmen der Erfindung komplementär auszubilden, d. h. die Leitfähigkeitstypen jeweils zu vertauschen (einer n-Typ-Dotierung entspricht bei der Komplementärstruktur eine p-Typ-Dotierung und um gekehrt; aus einem p-Typ-Inversionskanal in den MOS-kon trollierten Kurzschlüssen wird ein n-Kanal). Die Gate elektrode 4 kann aus stark n- oder p-dotiertem PolySi be stehen oder silizidiert sein. Im übrigen kann natürlich auch die Anodenseite mit Anodenkurzschlüssen ausgestattet sein, indem die homogene Emitterschicht 12 von n-dotier ten Bereichen durchbrochen wird.

Hinsichtlich der lateralen Form der Zellen (MCT und DMOS) sei schließlich noch angemerkt, daß die Zellen nicht nur - wie in Fig. 3 dargestellt - quadratisch ausgebildet sein können, sondern selbstverständlich auch allgemein rechteckig, hexagonal oder auch in Form von länglichen, parallelen Streifen. Darüberhinaus ist es auch denkbar verschiedene dieser Formen, z. B. rechteckige Zellen und Streifen, miteinander zu kombinieren.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein MCT-Bauele ment, welches verbesserte Abschalteigenschaften aufweist, ohne daß die Durchlaßeigenschaften wesentlich ver schlechtert sind.

Bezeichnungsliste

1 Halbleitersubstrat
2 Kathodenkontakt
3 Gateisolierung
4 Gateelektrode
5, 6 Kathodenkurzschlußgebiet
7, 9 Kanalgebiet
8 Emittergebiet
10, 11 Basisschicht
12 Emitterschicht
13 Anodenkontakt
14, 15 Kanalgebiet
A Anode
D, D1, D2 DMOS-Zelle
H1, H2 Hauptfläche
K Kathode
M MCT-Zelle
n1, n2 Dotierungskonzentration

Claims

1. MOS-gesteuerter Thyristor MCT, umfassend

a) ein Halbleitersubstrat (1) mit zwei gegenüberliegen den Hauptflächen (H1, H2), von denen die erste (H1) einer Kathode (K) zugeordnet ist und eine Kathoden fläche bildet, und die zweite (H2) einer Anode (A) zugeordnet ist;
b) innerhalb des Halbleitersubstrats (1) zwischen den beiden Hauptflächen (H1, H2) von der Anode (A) her eine Schichtenfolge mit einer Emitterschicht (12) von einem ersten Leitfähigkeitstyp, einer ersten Ba sisschicht (11) von einem zweiten, dem ersten entge gengesetzten Leitfähigkeitstyp, und einer zweiten Basisschicht (10) vom ersten Leitfähigkeitstyp;
c) innerhalb des Halbleitersubstrats (1) zwischen den beiden Hauptflächen (H1, H2) eine Vielzahl von neben einander angeordneten und parallel geschalteten MCT- Zellen (M);
d) innerhalb jeder MCT-Zelle (M) ein von der ersten Hauptfläche (H1) her in die zweite Basisschicht (10) eingelassenes Emittergebiet (8) vom zweiten Leitfä higkeitstyp, welches durch einen auf die erste Hauptfläche (H1) aufgebrachten Kathodenkontakt (2) kontaktiert ist; und
e) innerhalb jeder MCT-Zelle (M) auf der Kathodenseite eine erste MOS-Struktur, welche einen schaltbaren Kurzschluß zwischen der zweiten Basisschicht (10) und dem Kathodenkontakt (2) bildet; dadurch gekennzeichnet, daß
f) zwischen den MCT-Zellen (M) DMOS-Zellen (D, D1, D2) angeordnet sind; wobei
g) innerhalb jeder DMOS-Zelle (D, D1, D2) von der ersten Hauptfläche (H1) her in die zweite Basisschicht (10) ein nichtemittierendes erstes Kanalgebiet (9, 14, 15) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, und in das erste Ka nalgebiet (9, 14, 15) ein erstes Kathodenkurz schlußgebiet (6) vom ersten Leitfähigkeitstyp ein gelassen sind, und das erste Kathodenkurzschlußge biet (6) durch den Kathodenkontakt (2) kontaktiert ist; und
h) innerhalb jeder DMOS-Zelle (D, D1, D2) auf der Katho denseite eine zweite MOS-Struktur vorgesehen ist, welche einen schaltbaren Kurzschluß zwischen der zweiten Basisschicht (10) und dem ersten Kathoden kurzschlußgebiet (6) bildet.

2. MCT nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die erste MOS-Struktur durch die zweite Basisschicht (10), ein seitlich an das Emittergebiet (8) angren zendes zweites Kanalgebiet (7) vom zweiten Leitfä higkeitstyp, ein in das zweite Kanalgebiet (7) von der ersten Hauptfläche (H1) her eingelassenes und vom Kathodenkontakt (2) kontaktiertes zweites Katho denkurzschlußgebiet (5) vom ersten Leitfähigkeits typ und eine über dem zweiten Kanalgebiet (7) iso liert angeordnete Gateelektrode (4) gebildet wird; und
b) die zweite MOS-Struktur aus der zweiten Basisschicht (10), dem ersten Kanalgebiet (9, 14, 15), dem ersten Kathodenkurzschlußgebiet (6) und der über dem er sten Kanalgebiet (9, 14, 15) verlaufenden Gateelek trode (4) gebildet wird.

3. MCT nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der DMOS-Zelle (D, D1, D2) das erste Ka thodenkurzschlußgebiet (6) einfach zusammenhängend aus gebildet ist und das erste Kanalgebiet (9, 14, 15) voll ständig vom Kathodenkontakt (2) trennt.

4. MCT nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der DMOS-Zelle (D, D1, D2) das erste Ka thodenkurzschlußgebiet (6) in der Mitte unterbrochen ist und das erste Kanalgebiet (9, 14, 15) durch den unterbro chenen Mittelbereich des ersten Kathodenkurzschlußgebie tes (6) hindurch zur ersten Hauptfläche (H1) hinaufreicht und dort vom Kathodenkontakt kontaktiert ist.

5. MCT nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die ersten und zweiten Kanalgebiete (9, 14, 15 bzw. 7) dieselbe Dotierungskonzentration aufwei sen und zusammen in einem einzigen Maskenprozeß herge stellt sind.

6. MCT nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens bei einem Teil der DMOS-Zellen (D, D1, D2) die ersten Kanalgebiete (9, 14, 15) gegenüber den zweiten Kanalgebieten (7) in den MCT-Zellen (M) unter schiedliche Dotierungskonzentrationen aufweisen.

7. MCT nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß we nigstens bei einem Teil (D2) der DMOS-Zellen (D, D1, D2) die Dotierungskonzentration in den ersten Kanalgebieten (9, 14, 15) kleiner ist als die Dotierungskonzentration in den zweiten Kanalgebieten (7) der MCT-Zellen (M).

8. MCT nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen den MCT-Zellen (M) wenigstens zwei unterschiedliche Kategorien (D1, D2) von DMOS-Zellen ange ordnet sind, wobei bei der ersten Kategorie (D1) die Do tierungskonzentration im ersten Kanalgebiet (14) gleich der Dotierungskonzentration im zweiten Kanalgebiet (7) der MCT-Zellen (M) ist, und bei der zweiten Kategorie (D2) die Dotierungskonzentration im ersten Kanalgebiet (15) von der Dotierungskonzentration im zweiten Kanalge biet (7) der MCT-Zellen (M) abweicht.

9. MCT nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von MCT-Zellen (M) zu DMOS- Zellen (D, D1, D2) im gesamten Bauelement kleiner gleich 1:1 ist.

10. MCT nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß

a) die Emitterschicht (12) p⁺-dotiert, die erste Basis schicht (11) n^--dotiert, die zweite Basisschicht (10) p-dotiert, das Emittergebiet (8) n⁺-dotiert und das erste Kanalgebiet (9, 14, 15) n-dotiert ist; und
b) die Dotierungskonzentration des ersten Kanalgebietes (9, 14, 15) kleiner gleich 10¹⁸ cm^-3 ist.