钻石底半导体装置及其相关方法

摘要

本发明提供一种钻石底半导体装置以及制造这种装置的方法，这样的一种方法可包括将一半导体层沉积于一半导体基材上、将一无力性钻石层沉积于该半导体层异于该半导体基材的一侧，以及将一支撑基材结合至该无力性钻石层异于该半导体层的一侧，以支撑该无力性钻石层。

主权项

一种制造钻石底半导体装置的方法，其包括：沉积一半导体层至一半导体基材上；沉积一无力性钻石层至该半导体层异于该半导体基材的一侧；以及结合一支撑基材至该无力性钻石层异于该半导体层的一侧，以支撑该无力性钻石层。如申请专利范围第1项之方法，其中该半导体基材包括选自于由矽、碳化矽、矽化锗、蓝宝石、砷化铝、磷化铝、砷化镓、磷化镓、氮化镓以及其组合物所组成之群组中的材料。如申请专利范围第2项之方法，其中该半导体基材包括蓝宝石。如申请专利范围第2项之方法，其中该半导体基材包括矽。如申请专利范围第1项之方法，其中该半导体层包括选自于由矽、碳化矽、矽化锗、砷化镓、氮化镓、锗、硫化锌、磷化镓、锑化镓、磷砷化镓铟、磷化铝、砷化铝、砷化铝镓、氮化镓、氮化硼、氮化铝、砷化铟、磷化铟、锑化铟、氮化铟以及其组合物所组成之群组中的材料。如申请专利范围第1项之方法，其中该半导体层为氮化镓。如申请专利范围第1项之方法，其中该半导体层为氮化铝。如申请专利范围第1项之方法，其中沉积该半导体层尚包括：将一第一半导体层沉积于该半导体基材上；以及将至少一第二半导体层沉积在该第一半导体层上。如申请专利范围第1项之方法，其中沉积该无力性钻石层尚包括沉积该无力性钻石层以作为保形钻石涂层。如申请专利范围第9项之方法，其中沉积该无力性钻石层以作为保形钻石涂层尚包括：使该半导体层实质上整个生长表表面暴露在化学气相沉积的环境中，而无施加偏压，使得碳薄膜实质形成在全部的生长表面上；以及藉由化学气相沉积法将一层钻石沉积在该碳薄膜上，以形成该无力性钻石层。如申请专利范围第1项之方法，其尚包括在结合该支撑基材至该无力性钻石层后，从半导体层上移除该半导体基材。如申请专利范围第11项之方法，其尚包括沉积一额外的半导体层至该半导体层异于该无力性钻石层的一侧。如申请专利范围第11项之方法，其尚包括将至少一相连的变换器沉积至该半导体层上。如申请专利范围第1项之方法，其中从该半导体层激发的光线基本上能穿过该半导体基材。如申请专利范围第1项之方法，其中该沉积的无力性钻石层之厚度系小于至少约30微米(micron)。如申请专利范围第1项之方法，其中该沉积的无力性钻石层之厚度系从约5微米至约20微米。一种以申请专利范围第1项所述之方法制造且具有改善之热性质的钻石底半导体装置，其包括：沉积在一支撑基材上的一无力性钻石层；沉积在该无力性钻石层上的一半导体层；以及沉积在半导体层上异于该无力性钻石层之一侧的一半导体基材。如申请专利范围第17项之装置，其中该半导体基材包括选自于由矽、碳化矽、矽化锗、蓝宝石、砷化铝、磷化铝、砷化镓、磷化镓、氮化镓以及其组合物所组成之群组中的材料。如申请专利范围第18项之装置，其中该半导体基材包括蓝宝石。如申请专利范围第18项之装置，其中该半导体基材包括矽。如申请专利范围第17项之装置，其中该半导体层包括选自于由矽、碳化矽、矽化锗、砷化镓、氮化镓、锗、硫化锌、磷化镓、锑化镓、磷砷化镓铟、磷化铝、砷化铝、砷化铝镓、氮化镓、氮化硼、氮化铝、砷化铟、磷化铟、锑化铟、氮化铟以及其组合物所组成之群组中的材料。如申请专利范围第17项之装置，其中该半导体层为氮化镓。如申请专利范围第17项之装置，其中该半导体层为氮化铝。如申请专利范围第17项之装置，其中该钻石底半导体装置是一发光二极体。如申请专利范围第17项之装置，其中该钻石底半导体装置是一雷射二极体。如申请专利范围第17项之装置，其中该钻石底半导体装置是一声波滤波器。如申请专利范围第26项之装置，其中该声波滤波器是一表面声波滤波器。如申请专利范围第17项之装置，其中该无力性钻石具有约小于30微米的厚度。如申请专利范围第17项之装置，其中该沉积的无力性钻石层之厚度系从约5微米至约20微米。一种发光二极体装置，其系包括：一蓝宝石基材；一半导体层，其系结合至该蓝宝石基材，该半导体层包括选自于由氮化镓、氮化铝以及其组合物组成的材料；以及一无力性钻石层，其系结合至该半导体层异于蓝宝石基材的一侧，其中系建构为该发光二极体装置，以使得从半导体层中激发的光线主要穿过该蓝宝石基材。如申请专利范围第30项之装置，尚包括一支撑基材，其系结合至该无力性钻石层异于该半导体层的一侧。