[發明專利]鉆石半導體裝置及其相關方法

有效

• 申請號: 200910178897.6
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN102034772A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 宋健民
• 申請（專利權）人: 宋健民
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L33/00;H01L21/02;H01L21/20
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

1.一種鉆石底半導體裝置，其特征在于其包含：

一硅載具基材，其具有一二氧化硅表面；

在該硅載具基材的二氧化硅表面上耦合有一硅層；

在該硅層上耦合有一鉆石層；以及

在該鉆石層上以取向附生方式耦合有一單晶碳化硅層。

2.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的鉆石層為一單晶體。

3.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的鉆石層為一無支撐力鉆石層。

4.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其進一步包含一耦合到該碳化硅層上的半導體層。

5.根據權利要求4所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的半導體層以取向附生方式耦合到該碳化硅層上。

6.根據權利要求4所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的半導體層為一單晶體。

7.根據權利要求4所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的半導體層所包含的成分是選自硅、碳化硅、硅化鍺、砷化鎵、氮化鎵、鍺、硫化鋅、磷化鎵、銻化鎵、磷砷銦鎵、磷化鋁、砷化鋁、砷化鎵鋁、氮化鎵、氮化硼、氮化鋁、砷化銦、磷化銦、銻化銦、氮化銦以及其混合物。

8.根據權利要求4所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的半導體層為氮化鎵。

9.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的鉆石層為透明。

10.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的鉆石層的厚度是10到50微米。

11.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的鉆石層的厚度是等于或小于10微米。

12.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的碳化硅層的厚度是等于或小于1微米。

13.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的碳化硅層的厚度是等于或小于500納米。

14.根據權利要求1所述的鉆石底半導體裝置，其特征在于其中所述的碳化硅層的厚度是等于或小于1納米。

15.一種制造鉆石底半導體裝置的方法，其特征在于其包含以下步驟：

在一單晶硅生長基材上形成一單晶碳化硅的取向附生層；

在該碳化硅層上形成一取向附生鉆石層；

在該鉆石層上形成一硅層；

使一硅載具基材的一二氧化硅表面結合在該硅層上；以及

去除該硅生長基材以露出該碳化硅層。

16.根據權利要求15所述的制造鉆石底半導體裝置的方法，其特征在于其進一步包含在該碳化硅層上形成一半導體層。

17.根據權利要求16所述的制造鉆石底半導體裝置的方法，其特征在于其中所述的形成半導體層的步驟進一步包括以取向附生方式形成該半導體層。

18.根據權利要求15所述的制造鉆石底半導體裝置的方法，其特征在于其中所述的形成一取向附生鉆石層的步驟進一步包括：

使該單晶硅生長基材的一生長表面逐漸由硅變化為碳化硅以形成該碳化硅層；以及

使該碳化硅晶圓的一生長表面逐漸由碳化硅變化為鉆石以形成該鉆石層。

19.根據權利要求15所述的制造鉆石底半導體裝置的方法，其特征在于其中所述的形成一取向附生鉆石層的步驟進一步包括：

在該單晶硅生長基材上形成一同構形無晶鉆石層以使該碳化硅層介于單晶硅生長基材與同構形無晶鉆石層之間；

去除同構形無鉆石層以露出該碳化硅層；以及

以取向附生方式在該碳化硅層上形成一鉆石層。

20.一種制造發光二極管裝置的方法，其特征在于其包含以下步驟：

制造一如權利要求15的鉆石底半導體裝置；

在該碳化硅層上依序形成有多個氮化發光二極管層；以及

在該多個氮化層上耦合一鉆石支撐基材以使得該多個氮化層位于該鉆石層以及該鉆石支撐層之間。