。
[0042]半导体器件500是具有第一负载电极310和第二负载电极320之间的负载电流流动的垂直器件，所述第一负载电极310在所述半导体器件500的前侧直接毗连所述第一表面101，第二负载电极320在所述半导体器件500的背侧直接毗连相对的第二表面102。
[0043]在半导体主体100中，漂移和背侧结构120直接毗连第二表面102，并且与第一表面101隔开。所述漂移和背侧结构120包括漂移结构，该漂移结构包括至少第一电导率类型的漂移区121。漂移区121中的平均净掺杂剂浓度可以在1E12 cm 3和1E17 cm 3之间，例如在5E12 cm3到5E14 cm 3的范围内。漂移区121中的平均净掺杂剂浓度可以是均匀的或可以随着增加到第一表面101的距离而逐渐或逐步增加或降低。漂移结构可以包括进一步掺杂区域，例如漂移区121和第二负载电极320之间的场停止层或缓冲层。
[0044]与第一电导率类型互补的第二电导率类型的发射极区域140形成在第一表面101和漂移区121之间，并且与漂移区121形成第一 pn结pnl。发射极区域140可以包括沿着第一 pn结pnl形成的一个邻接部分，或可以由多个空间上分离的发射极区形成，其中每个发射极区与漂移区121形成第一 pn结pnl。
[0045]在半导体器件500的阻断模式中的第一负载电极310和第二负载电极320之间施加的合适电压生成主要从第一 pn结pnl延伸到漂移区121中的耗尽区。耗尽区的垂直延伸限定了半导体器件500的反向电压阻断能力。
[0046]第一负载电极310可以形成或可以电连接或耦合到第一负载端子LI，其作为示例可以是功率半导体二极管的阳极端子、IGFET的源极端子或IGBT的发射极端子。第二负载电极320可以形成或可以电连接或耦合到第二负载端子L2，其可以是功率半导体二极管的阴极端子、IGFET的漏极端子或IGBT集电极端子。
[0047]可变电阻元件190电连接在第一负载电极310和漂移区121之间的受控路径CP中，使得所述可变电阻元件190响应于半导体器件500的操作状态的改变来激活和停用半导体器件500的电子元件。
[0048]受控路径CP可以包括进一步有源或无源电子元件，例如可以与可变电阻元件190串联电连接的电阻路径、Pn结、肖特基接触、欧姆接触或双极晶体管。可替换地或附加地，进一步有源或无源电子元件可以与可变电阻元件190并联电连接。
[0049]图1A涉及一个实施例，该实施例具有电连接在漂移区121和第一负载电极310之间的受控路径CP中的可变电阻元件190，其中进一步有源或无源电子元件可以与可变电阻元件190电气地串联布置在可控路径中。例如，半导体二极管可以布置在漂移区121和可变电阻元件190之间。可变电阻元件190和受控路径CP中的进一步电子元件的功能性可以基于不同的结构。根据其它实施例，可变电阻元件190和受控路径CP中的进一步电子元件可以共享一个或多个共同结构。
[0050]图1B涉及一个实施例，该实施例具有电气地布置在漂移区121和第二负载电极320之间的受控路径CP中的可变电阻元件190。
[0051]可变电阻元件190可以包括电阻值是所施加电压的函数的变阻器结构。根据另一实施例，可变电阻元件190是电阻切换结构，其电阻受强电场或电流的影响在低电阻状态和高电阻状态之间切换，其中电阻的改变是非易失的和可逆的。例如，所述电阻切换结构是忆阻器。
[0052]当跨过可变电阻元件190的电场或电压降或通过可变电阻元件190的电流超过或降至低于预定阈值时，可变电阻元件190可以很大程度地改变其电阻值，例如以至少10:1或至少50:1的比率改变。当半导体器件500改变其操作状态时，例如当半导体器件500的负载状况显著改变时，例如当进入或离开短路操作模式，操作雪崩模式，当在前向和反向偏置操作模式之间或在阻断和导电操作模式之间改变时，所述阈值可以交叉。
[0053]通过临时地旁路或阻断形成在半导体主体100中的有源或无源电子元件，可变电阻元件190允许改进针对一个操作状态的器件特性，而没有不利地影响其它操作状态。
[0054]可变电阻元件190可以由排他地专用于相应可变电阻元件190的结构形成，或可以包括一个或多个专用于半导体器件500中的其它功能结构。
[0055]在图2A中，可变电阻元件190包括中间夹有元件基体192的第一元件电极191和第二元件电极193。第一元件电极191可以直接毗连漂移和背侧结构120或发射极区域140。第二元件电极193可以直接毗连第一负载电极310或第二负载电极320。
[0056]第一和第二元件电极191、193可以是导电金属电极。在可变电阻元件190基于变阻器结构的情况下，作为示例元件基体192可以是其它金属氧化物基体中的氧化锌颗粒的陶瓷体。
[0057]根据基于电阻切换单元的实施例，第一和第二元件电极191、193可以选自诸如铂(Pt)、钨(W)、铱(Ir)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、镍(Ni)、铜(Cu)、金(Au)和氮氧化钛(T1N)的金属和导电金属化合物。根据另一实施例，第一和第二元件电极191、193基于诸如重度掺杂的晶体娃和多晶娃的半导材料。兀件基体192可以基于氧化银(N1)、氧化钦(T1)、氧化铪(HfO )、氧化锆(ZrO )、氧化钨(W0 )、氧化铝(A1203)、氧化锌(ZnO )或氧化硅(Si0 )。
[0058]根据实施例，可变电阻元件190基于电阻切换单元，该电阻切换单元具有含硅元件电极191、193以及基于氧化硅的元件基体192。
[0059]图2B涉及实施例，该实施例具有由发射极区域140或漂移和背侧结构120的一部分形成的第一元件电极191。
[0060]在图2C中，第一或第二负载电极310、320中的一个和第二兀件电极一样有效。
[0061]在图2D中，漂移和背侧结构120或发射极区域140和元件电极中的一个一样有效，第一和第二负载电极310、320中的一个和其它元件电极一样有效，使得元件基体192夹在第一侧上的漂移和背侧结构120或发射极区域140和相对的第二侧上的第一和第二负载电极310、320中的一个之间。
[0062]图3A至3C涉及实施例，其中可变电阻元件190在电流过载状况期间和/或在电流过载状况之后立即旁路或阻断诸如半导体器件500中的二极管结构DP、DS或IGFET (绝缘栅场效应晶体管)单元TP的电子元件。
[0063]在图3A中，可变电阻元件190电连接在漂移区121和第二负载电极320之间。可变电阻元件190与并联二极管结构DP并联电连接。并联二极管结构DP可以例如是IGBT的漂移区域和P-发射极之间的pn结。在第一操作状态中，可变电阻元件190可以具有高电阻状态，使得并联二极管结构DP是活跃的，并且主要影响漂移和背侧结构120的功能。
[0064]例如，可变电阻元件190可以具有半导体器件500的正常操作模式中的高电阻状态。当出现过载状况时，可变电阻元件190采用低阻抗状态并且一定程度上旁路并联二极管结构DP。在二极管结构DP是注入足够数目电荷载流子的足够强的发射极的情况下，二极管结构DP在过载状况期间仍支持操作，尽管可变电阻元件190在其低电阻状态下形成有源短路。当半导体器件500从过载状况返回到正常操作模式时，可变电阻元件190保持活跃达固有响应时间，该固有响应时间可以至少是100 4 8，例如至少1 ms。在响应时间期间，有源短路使由半导体主体100中的过电流导致的热应力引起的热漏电流转向，并且以此方式降低所述热漏电流的双极放大。在响应时间的末尾，电阻元件190切回到高电阻状态并且不会不利地影响半导体器件500的正常操作模式。
[0065]图3B涉及半导体器件500，该半导体器件500具有并联连接在漂移区121和第二负载电极320之间的不同的第一和第二二极管结构DP、DS。可变电阻元件190与第二二极管结构DS串联电连接。第一和第二二极管结构DP、DS关于空穴发射极效率可以不同。
[0066]在可变电阻元件190的高阻抗状态中，第二二极管结构DS被阻断并且不如空穴发射极有效。只要所述电阻元件190处于高阻抗状态，那么只有第一二极管结构DP在半导体器件500的相应操作模式中发射空穴。短路事件可以触发电阻元件190的低阻抗状态，由此激活第二二极管结构DS作为空穴发射极。整体空穴发射极效率增加并且防止负场梯度在漂移和背侧结构120中的发展。通过回避负场梯度，能够避免这样的负场梯度在器件稳定性上负面影响，使得能够实现针对过电流毁坏的更高的耐受度。检测电路可以检测短路状况并且切断负