代地，如图9C中图示的，栅极信号2-1的电压可以在更大延迟之后例如在t =t4处从V2改变到Vlt^t = t3处再次接通进一步RC-1GBT I’的晶体管I’-A之前，栅极信号2-1的电压可以在t =t2处从V1改变到V2。根据图9C的栅极信号2-1的短受控脉冲也可以被称为“饱和脉冲”。这样的饱和脉冲可以减少损失。t#Pt2之间的时间差可以类似于如和。之间的时间差，并且可以达到大约100 ns或大约ys;例如，t3和t2之间的时间差可以在500 ns到3 μs范围内。从而，也可以确保所述DC端子36-1和36-2借助于同时接通的晶体管1-A和I ’ -A而不被短路。如果进一步RC-1GBT I’的晶体管Γ-A被接通，则负载电流可以经由所述晶体管Γ-A从集电极流端子32’流到发射极端子31’(技术电流方向)。因此，进一步RC-1GBT I’在被接通时可以被操作在正向电流模式下。如果被关断，则进一步RC-1GBT I，可以借助于续流二极管Γ-Β传导从发射极端子31’到集电极端子32’的反向电流。在这样的情况下，可以在反向电流模式下操作进一步RC-1GBT I’。
[0114]如由图9Α和图9C示范性图示的这样的标称RC-1GBT操作方法的进一步方面可以被发现在D.fferber u6.5 kV RCDC For Increased Power Density in IGBT-Modules”，Proceedings of the 26th Internat1nal Symposium on Power SemiconductorDevices & IC’s，June 15-19，35页到38页，2014 ffaikoloa, Hawaii中，其通过引用整体并入于此。例如，所述出版物中公开，例如关于所述出版物的图7c解释的操作方法也可以应用到如本说明书的图10中示意性图示的电路布置3。
[0115]例如，如果由RC-1GBTI传导的反向电流不超过所述阈值，则可以通过在每个切换周期T内至少一次使栅极信号2-1的电压在接通值％和关断值％之间交替以所述标称操作频率来操作RC-1GBT 10
[0116]关于图9B和图9D，过载电流情况现在应当更详细地讨论。例如，由于DC侧的故障，过载电流必须由电路布置3来承载。在这样的情况下，可以将电压％提供给栅极信号2-1和2-1’两者，如图9B中指示的那样。这在另外进一步的外部电流路径例如借助于晶闸管54来提供的情况下可能是足够用于传导过载电流，如关于图11所解释的那样。然而，因为这样的进一步外部电流路径不是电路布置3的部分，所以所述RC-1GBT I通过将电压Vcdf供给栅极信号2-1被设置成所述过载状态，如图9D中指示的那样。所述电压Vql可以被包含在过载电压范围他中，并且可以达到例如-40 V。因此，所述电压Vol可能远远小于V2。这种情况被图示在图9D中。提供所述电压Vql激活被包含在RC-1GBT I中的所述半导体辅助区域112，这已经关于前面附图详细解释。
[0117]此外，RC-1GBTI可以在至少最小时间周期内连续地被操作在所述过载状态下。在实施例中，最小时间周期至少与可以将RC-1GBT I耦合到的AC电网的正弦半波的持续时间一样长。因此，最小时间周期在50 Hz AC电网的情况下可以至少持续例如1*10 ms,2*10 ms或3*10 ms。进一步，这样的最小时间周期可以是等于或长于所述切换周期T的倍数，诸如例如3*T、4*T或甚至更长，诸如10*T或者20*T。例如，标称操作频率是500 Hz(T = 2 ms)。在这样的情况下，最小时间周期可以达到例如10 ms O
[0118]然而，应当注意的是，在RC-1GBTI的标称操作期间，栅极信号2_1的电压必须不一定连续地在标称电压范围仏内。相反，在负载电流的换向之前，栅极信号2-1的电压值可以在不超过最大时间周期内在过载电压范围R2内。这样的最大时间周期可以等于或短于所述切换周期的小部分。例如，这样的最大时间周期通过示例的方式可以达到10 ps,5耶或2 μs，在这样的最大时间周期期间栅极信号2-1的电压可以在过载电压范围1?2内。对于这种操作的原因可能是为了避免，RC-1GBT I示出在从反向电流模式进入正向电流模式的过渡期间的寄生行为。这样的行为可能导致高的损失。
[0119]此外，应该注意的是，以上关于电压范围RjPR2的陈述提到下述情况:在该情况中在反向电流模式下操作相应的RC-1GBT I或I’。
[0120]在上文中，一些附图示出半导体器件的仅部分，而不是完整的半导体器件。为了清楚说明的目的，未描绘半导体器件的剩余功能，因为这样的剩余功能对技术人员是众所周知的。例如，对技术人员已知的是，半导体阳极区域113可以与设置在表面11-5上的扩散阻挡层接触。也对技术人员已知的是，半导体源极区域114可以与也设置在表面11-5上的金属化层的电接触。例如，表面11-5构成相应的半导体器件I的正面，其中图1到图5不示意性图示相应的半导体器件I的背面。进一步，这样的背面可以例如在半导体器件I是RC-1GBT的情况下包含相应的半导体器件I的半导体集电极区域，或者在半导体器件I是MCD的情况下相应地包含阴极区域。所述半导体集电极区域或者所述阴极区域可以包含一个或多个η掺杂区域和/或一个或多个P掺杂区域。总结来说，以上提到的每个半导体器件I可以包含电连接至IJ(一个或多个)栅极电极121的栅极端子、电连接到(一个或多个)半导体源极区域114的发射极端子和/或电连接到相应的半导体器件I的背面金属化的集电极端子。经由源极和集电极端子，相应的半导体器件I可以接收和输出负载电流。经由栅极端子，相应的半导体器件I可以接收所述栅极信号2-1。
[0121 ]以上提到的每个半导体器件是例如功率RC-1GBT，或者相应地是功率M⑶，其适合于用在电源转换器内，诸如在针对HVDC应用的电源转换器内，例如在呈现MMC拓扑的电源转换器内。
[0122]例如，正向负载电流从相应的半导体器件I的背面流到正面，并且反向负载电流从半导体器件I的正面流到背面，其中这样的电流方向被示意性指示在图1至图3内，并且其中所述电流方向可以是所谓的技术电流方向。在另一实施例中，反向负载电流从相应的半导体器件I的背面流到正面，并且正向负载电流从正面流到背面。
[0123]在实施例中，相应的半导体器件I通过正面接触部和通过背面接触部来接触，使得负载电流可以例如从负载电流传输线或电缆耦合到半导体区域11中以及从半导体区域11耦合出到例如负载电流传输线或电缆。正面接触部和/或背面接触部可以配置用于传导过载电流，例如是针对其设计的相应的半导体器件I的标称负载电流的许多倍，诸如15或20倍的过载电流。例如，正面接触部和/或背面接触部包括多个焊线、该多个焊线配置用于传导所述过载电流。进一步，正面和背面两者可以呈现足够大的用于接收/输出过载电流的接触面积。
[0124]总结来说，根据以上描述的实施例的半导体器件可以在处于反向电流模式(其也被称为“二极管模式”)时被操作在下述状态中的至少一个下:标称状态，在该标称状态下半导体器件呈现换向鲁棒性；以及过载状态，在该过载状态下半导体器件可以承载反向方向上的过载电流并且半导体器件必须不一定呈现换向鲁棒性。
[0125]以上描述的实施例包含下述认识:一方面，并联连接晶闸管到RC-1GBT的续流二极管可以提高电源转换器的复杂性。另一方面，已经认识到，在其中RC-1GBT以标称切换频率来操作的标称条件下，可能要求RC-1GBT呈现换向鲁棒性。为此，RC-1GBT的半导体区域内的电荷载流子密度不应超过标称条件下的一定水平。在标称条件期间，可以以所述标称切换频率例如以几百Hz来操作RC-1GBT，并且负载电流可以以对应于所述切换频率的速率在RC-1GBT的续流二极管单元(反向方向)和另一RC-1GBT的晶体管单元(正向方向)之间换向。因此，电荷载流子密度应当受限，以便允许这样的高速率负载电流换向。
[0126]然而，因为根据前述实施例中的一个或多个的半导体器件包括所述半导体辅助区域或相应地包括所述可控电荷载流子注入器，所以可以在所述过载状态下操作半导体器件。在过载状态下，可控电荷载流子注入器或相应地可能是所述可控电荷载流子注入器的部分的所述半导体辅助区域被用于临时增加在半导体区域内的电荷载流子密度，以便允许半导体区域传导反向方向上的过载电流。由于增加的电荷载流子密度，半导体器件呈现低的传导损耗。在过载状态下，半导体器件由于该增加的电荷载流子密度可能不呈现换流鲁棒性。然而，因为半导体器件当处于过载状态时优选地不切换，即接通或关断，所以通信鲁棒性的这种潜在损失不负面影响半导体器件的切换能力。换言之，在过载状态期间优选地排除负载电流的换向。如果不在过载状态下操作半导体器件，例如，在正向电流模式或反向电流模式的标称状态下操作半导体器件，则优选地不使用半导体辅助区域，从而将半导体区域内的电荷载流子密度保持足够低以便确保半导体器件的换向鲁棒性。
[0127]进一步实施例的特征在从属权利要求中来限定。进一步实施例的特征和以上描述的实施例的特征可以彼此组合用于形成附加实施例，只要所述特征不被明确描述为彼此替代。
[0128]为便于理解在附图中示意性图示的示范性实施例，所述电极121和131中的一些已经以可以是“Gate(栅极)”的缩写的“G”和/或可以是“Source(源极)”的缩写的“S”来标记。因此，所述栅极电极121可以电连接到相应的半导体器件I的栅极端子，并且所述第一电极131可以电连接到相应的半导体器件I的发射极端子(也被称为“阳极端子”)。
[0129]如以上解释的，半导体区域11可以主要由半导体漂移区域例如η—漂移区组成，其中所述pn结11-1、11-2和11-3可以由半导体沟道区域111、半导体辅助区域112和在一侧上的半导体阳极区域113以及另一侧上的半导体漂移区之间的相应过渡区形成。
[0130]进一步，如以上所详细阐述的，过载电流(例如，反向过载电流)可以是标称负载电流的至少十倍或者甚至更高，诸如是标称负载电流的二十倍。因此，在半导体器件I的半导体区域11内的负载电流密度在过载情况下可以增加到对应的倍数，诸如十倍、二十倍等。
[0131]进一步，在本说明书内，术语“掺杂浓度”可以指代整体掺杂浓度或相应地指代平均掺杂浓度或特定半导体区域的薄层电荷载流子浓度。因此，例如，说明特定半导体区域呈现高于或低于另一半导体区域的掺杂浓度的一定掺杂浓度的陈述可以指示所述半导体区域的相应平均掺杂浓度彼此不同。
[0132]例如，存在于半导体辅助区域112中的所述第二掺杂浓度可以是关于半导体辅助区域112的整个体积的平均掺杂浓度。进一步，存在于半导体沟道区域111中的所述第一掺杂浓度可以是关于半导体沟道区域ill的整个体积的平均掺杂浓度。
[0133]在实施例中，与存在于接近第一pn结11-1(例如存在于离第一pn结11-1的10nm至100 nm之间的距离处，诸如在离第一pn结11-1的20 nm至50 nm的距离处的半导体沟道区域112的区)的第一掺杂浓度相比，存在于接近第二pn结11-2(例如存在于离第二pn结11-2的10 nm至100 nm之间的距离处，诸如在离第二pn结11-2的20 nm至50 nm的距离处的半导体辅助区域112的区)的第二掺杂浓度更高至少30%。然而，所述区中的第二掺杂浓度甚至可以更高，例如两倍高、十倍高、或甚至更高。
[0134]在上文中，解释了有关半导体器件的实施例中、有关包括半导体器件的电路布置的实施例以及有关操作半导体器件的方法的实施例。例如，这些半导体器件基于硅(Si)。因此，单晶半导体区域或层(例如，示范性实施例的半导体区域11、111、112、113、114)通常是单晶Si区域或Si层。在其他实施例中，可以采用多晶或非晶硅。
[0135]然而，应当理解的是，半导体区域11、111、112、113、114可以由适合于制造半导体器件的任何半导体材料制成。这样的材料的示例包括而不限于:元素半导体材料，诸如硅
(Si)或锗(Ge)、IV族化合物半导体材料诸如碳化娃(SiC)或娃锗(SiGe)、二元、三元或四元
II1-V族半导体材料，诸如氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)、磷化铟镓(InGaPa)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝铟(Al InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓铟(AlGaInN)或磷化铟镓砷(InGaAsP)、和二元或三元I1-VI族半导体材料，诸如碲化镉(CdTe)和碲化锦萊(HgCdTe)，以举几例。前述半导体材料也被称为“同质结半导体材料”。在结合两种不同的半导体材料时，形成异质结半导体材料。异质结半导体材料的示例包括而不限于:氮化铝镓(AlGaN)-氮化铝镓铟(AlGaInN)、氮化铟镓(InGaN)-氮化铝铟镓(AlGaInN)、氮化铟镓(InGaN)-氮化镓(GaN)、氮化招镓(AlGaN)-氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)-氮化招镓(AlGaN)、娃-娃碳化物(SixCl-x)和娃-SiGe异质结半导体材料。对于功率半导体器件应用而言，目前主要使用S1、SiC、GaAs和GaN材料。
[0136]为了易于描述，使用空间相对术语诸如“在...以下”、“在...之下”、“下”、“在…之上”、“上”等等来解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在包括除了与在附图中所描绘的那些取向不同的取向以外的相应器件的不同取向。进一步，诸如“第一”、“第二”等等的术语也