[發(fā)明專(zhuān)利]金剛石半導(dǎo)體系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280038078.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103717791B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞當(dāng)·卡恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿克汗技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B29/04
• 分類(lèi)號(hào): C30B29/04;C30B31/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;陸建萍

在此披露了一種用于制造金剛石半導(dǎo)體的新型且改良的系統(tǒng)以及方法。該系統(tǒng)可包括具有n型供體原子（306）和金剛石晶格（304）的一種金剛石材料（200），其中在100kPa和300K，這些供體原子（306）的0.16%將遷移率大于770cm2/Vs的傳導(dǎo)電子提供至該金剛石晶格（304）。制造金剛石半導(dǎo)體的方法（100）可包括以下步驟：選擇一種具有金剛石晶格（304）的金剛石材料（200）；將最小量受體摻雜原子引入至該金剛石晶格（304）中，以建立離子軌道；將置換摻雜原子通過(guò)這些離子軌道引入至該金剛石晶格（304）中；并且退火該金剛石晶格（304）。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求了2011年7月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/513569的權(quán)益。

發(fā)明背景

領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體系統(tǒng)及制造方法，并且更具體地涉及一種制造金剛石半導(dǎo)體的系統(tǒng)及方法。

發(fā)明背景

金剛石擁有良好的理論半導(dǎo)體性能特征。然而，實(shí)際基于金剛石的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用仍有限制。限制實(shí)際的基于金剛石的半導(dǎo)體發(fā)展的一個(gè)問(wèn)題是在金剛石中制造優(yōu)質(zhì)n型層的困難。雖然已進(jìn)行嘗試以基于限制空位產(chǎn)生的缺陷的濃度來(lái)改良n型金剛石制造，但是與在金剛石中制造優(yōu)質(zhì)n型層相關(guān)的困難仍未充分解決。因此，存在一種對(duì)于新型的并且改良的制造金剛石半導(dǎo)體的系統(tǒng)及方法的需要，該金剛石半導(dǎo)體包括金剛石半導(dǎo)體內(nèi)的n型層。

發(fā)明內(nèi)容

在此披露了一種用于制造金剛石半導(dǎo)體的新型且改良的系統(tǒng)及方法。根據(jù)該方法的一個(gè)方面，該系統(tǒng)可包括一種具有n型供體原子和金剛石晶格的金剛石材料，其中在100kPa及300K，這些供體原子的0.16％將遷移率大于770cm²/Vs的傳導(dǎo)電子提供至該金剛石晶格。

在本方法的另一個(gè)方面中，制造金剛石半導(dǎo)體的方法可包括以下步驟：選擇一種具有金剛石晶格的金剛石材料；將最小量的受體摻雜原子引入至該金剛石晶格中，以建立離子軌道；將置換摻雜原子通過(guò)這些離子軌道引入至該金剛石晶格中；并且退火該金剛石晶格，其中該最小量的受體摻雜原子的引入不產(chǎn)生臨界的空位密度，并且該最小量的受體摻雜原子的引入減小了該金剛石晶格的電阻性壓力能力(resistive pressurecapability)。

本發(fā)明中披露的用于制造金剛石半導(dǎo)體的系統(tǒng)及方法的其他系統(tǒng)、方法、方面、特征、實(shí)施例及優(yōu)點(diǎn)對(duì)于具備本領(lǐng)域普通技術(shù)的技術(shù)人員在檢查以下圖示及詳細(xì)描述時(shí)將是明顯的，或?qū)⒆兊妹黠@。本發(fā)明旨在將所有此類(lèi)額外系統(tǒng)、方法、方面、特征、實(shí)施例及優(yōu)點(diǎn)包括于本說(shuō)明書(shū)內(nèi)，并且在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

應(yīng)理解，圖是單純出于展示的目的。此外，圖中的部件并非必需按比例繪制，而是強(qiáng)調(diào)說(shuō)明本發(fā)明中披露的系統(tǒng)的原理。在圖中，相似參考數(shù)字貫穿了不同的視圖指示對(duì)應(yīng)的部分。

圖1是用于制造金剛石半導(dǎo)體的方法的第一實(shí)施例的一個(gè)框圖。

圖2A是一種本征(intrinsic)金剛石薄膜晶片的現(xiàn)有技術(shù)模型的透視圖，在其上可實(shí)施圖1的方法。

圖2B是圖2A的金剛石的一個(gè)本征金剛石晶格結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的模型。

圖3A是一個(gè)摻雜金剛石薄膜晶片的例示性模型的透視圖，諸如可通過(guò)在圖2的本征金剛石薄膜晶片上實(shí)施圖1中的方法來(lái)進(jìn)行制造。

圖3B是圖3A的摻雜金剛石薄膜晶片的一種摻雜金剛石晶格結(jié)構(gòu)的模型。

圖4是用于制造金剛石半導(dǎo)體的方法的第二實(shí)施例的框圖。

圖5A及圖5B是用于制造金剛石半導(dǎo)體的方法的第三實(shí)施例的框圖。