LEISTUNGS-HALBLEITERVORRICHTUNG MIT EINEM DIELEKTRISCHEN GATE-STAPEL, DER EINEN FERROELEKTRISCHEN ISOLATOR ENTHÄLT

Eine Leistungs-Halbleitervorrichtung (100) enthält ein Halbleitersubstrat (102) und eine Vielzahl von Transistorzellen (104), die im Halbleitersubstrat (102) ausgebildet und elektrisch parallel geschaltet sind, um einen Leistungstransistor zu bilden. Jede Transistorzelle enthält eine Gate-Struktur (110), die eine Gate-Elektrode (112) und einen dielektrischen Gate-Stapel (114) umfasst, der die Gate-Elektrode (112) vom Halbleitersubstrat (102) trennt. Der dielektrische Gate-Stapel (114) enthält einen ferroelektrischen Isolator (116) und einen ersten dielektrischen Isolator (202). Der erste dielektrische Isolator (202) weist eine größere relative Permittivität als jene von Siliziumdioxid auf. Eine Treibervorrichtung (700) zum Schalten des Leistungstransistors und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben des Leistungstransistors sind ebenfalls beschrieben. A power transistor is formed by a plurality of transistor cells electrically connected in parallel. Each transistor cell includes a gate structure including a gate electrode coupled to a control terminal and a gate dielectric stack, the gate dielectric stack including a ferroelectric insulator. A method of operating the power transistor includes: switching the power transistor in a normal operating mode by applying a switching control signal to the control terminal, the switching control signal having a maximum voltage and a minimum voltage; and setting the ferroelectric insulator into a defined polarization state by applying a first voltage pulse to the control terminal, the first voltage pulse exceeding the maximum voltage of the switching control signal.