[發(fā)明專利]化合物半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580068727.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107135666B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 法蘭克揚(yáng)蒂斯·勞;丹尼爾·法蘭西斯;菲洛茲·納瑟-菲利;丹尼爾詹姆斯·推辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: RFHIC公司
• 主分類號(hào): H01L21/205
• 分類號(hào): H01L21/205
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;王瑩

1.一種半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含：

單晶化合物半導(dǎo)體材料層；以及

多晶化學(xué)氣相沉積鉆石材料層，

其中所述多晶化學(xué)氣相沉積鉆石材料層經(jīng)由厚度小于25nm、厚度變化不大于15nm的接合層與所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層接合，

其中通過(guò)所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層與所述多晶化學(xué)氣相沉積鉆石材料層之間的接口處的瞬態(tài)熱反射所測(cè)量的有效熱邊界電阻(TBReff)小于25m2K/GW，在該半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)上測(cè)量的變化幅度不超過(guò)12m2K/GW，并且

其中所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層具有以下特征之一或兩者：

電荷遷移率至少為1200cm2V-1s-1；以及

片電阻不超過(guò)

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層的厚度小于20納米、15納米或13納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層的厚度至少為5納米、8納米、10納米或12納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層的厚度變化不大于12納米、10納米、8納米或5納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層由非晶或多晶材料形成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層由碳化硅、硅、氮化硅、二氧化硅、氮化鋁、氧化鎂、氮化硼或氧化鈹形成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合層由納米結(jié)晶鉆石形成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過(guò)所述化合物半導(dǎo)體材料層與所述多晶化學(xué)氣相沉積鉆石材料層之間的接口處的瞬態(tài)熱反射所測(cè)量的有效熱邊界電阻(TBReff)不超過(guò)20m2K/GW、15m2K/GW、12m2K/GW、10m2K/GW、8m2K/GW或6m2K/GW。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)上，通過(guò)所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層與所述多晶化學(xué)氣相沉積鉆石層之間的接口處的瞬態(tài)熱反射所測(cè)量的有效熱邊界電阻(TBReff)的變化不大于10m2K/GW、8m2K/GW、6m2K/GW或4m2K/GW。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層的該電荷遷移率至為1200cm2V-1s-1，1400cm2V-1s-1或1600cm2V-1s-1。

11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層的該片電阻不大于或

12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層具有不超過(guò)10-5安培或10-6安培的漏電流。

13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單晶化合物半導(dǎo)體材料層具有至少5W/mm或6W/mm的最大功率。

14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，晶片具有直徑為至少50微米、80微米、100微米、120微米或140微米的形式。

15.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶化學(xué)氣相沉積鉆石材料層具有至少5微米、10微米、20微米、30微米、50微米、80微米、100微米、200微米、300微米或500微米的厚度。