專利名稱：半導(dǎo)體基板及其相關(guān)制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體基板、裝置及其相關(guān)制造方法，因此本發(fā)明涉及電子科學(xué)及材 料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在許多已發(fā)展國(guó)家中，對(duì)大部分居民而言電子裝置為其生活必需品，電子裝置的 使用及依賴日益增加，產(chǎn)生了對(duì)體積小、速度快電子裝置的需求。電子裝置通常包含一在半 導(dǎo)體材料中傳輸?shù)碾娏碓匆援a(chǎn)生期望的效果。許多情況下，在半導(dǎo)體材料中，電的交互作 用與半導(dǎo)體材料本身的品質(zhì)具高度相關(guān)，隨著電子裝置的體積變得較小，且功能性的需求 增加，高品質(zhì)的半導(dǎo)體材料變得十分重要，高品質(zhì)半導(dǎo)體材料包含單晶半導(dǎo)體。在電子裝置中的半導(dǎo)體層通常將半導(dǎo)體材料沉積至一個(gè)或更多個(gè)基板材料上而 制成，視半導(dǎo)體的做法而定，利用傳統(tǒng)沉積工藝得到單晶的結(jié)構(gòu)十分困難。一個(gè)與電子元件有關(guān)的問題為累積在半導(dǎo)體材料中的熱電子元件，諸如處理器、 晶體管、電阻器、電容器、發(fā)光二極管(LED)等在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，隨著熱量的累積， 會(huì)引起與所述電子元件相關(guān)聯(lián)的各種熱問題，大量的熱不但會(huì)影響電子裝置的可靠度，甚 至可能使電子裝置失效，例如，累積在電子元件內(nèi)部的熱及在印刷電路板的表面的熱可燒 壞元件或引起短路，而使裝置故障。因此，熱量的累積最終會(huì)影響電子裝置的功能壽命，此 問題對(duì)于具有高功率及高電流需求的電子元件尤其重要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供具有良好性能及散熱的半導(dǎo)體基板及裝置，并提供其相關(guān)制造 方法。舉例而言，在一方面中，一種半導(dǎo)體裝置可包含一母層及多個(gè)沉積于該母層上的半導(dǎo) 體區(qū)塊，半導(dǎo)體區(qū)塊材料的實(shí)施例包括但不限制于立方氮化硼(cBN)、氮化鋁(AlN)、碳化 硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、鉆石或其組合物；在一方面中，所 述半導(dǎo)體區(qū)塊可為立方氮化硼、鉆石或其組合物，所述半導(dǎo)體區(qū)塊被定位，且大致上所有的 多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊的一個(gè)裸露表面會(huì)沿著共同的平面排列，以形成一個(gè)基板表面，在一方面 中，一個(gè)半導(dǎo)體層沉積在基板表面；在另一方面中，該半導(dǎo)體層為摻雜有雜質(zhì)的鉆石層；又 在一方面中，所述半導(dǎo)體區(qū)塊含有摻雜物；又在另一方面中，每個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊裸露的表面有 共同的結(jié)晶方向。許多母層材料可考慮被用來保護(hù)鉆石區(qū)塊。在一方面中，母層可為硅，在另一方面 中，母層可為硅和鍺；又在一方面中，母層可為陶瓷材料；還有一方面中，母層為一電鍍過 的金屬；在一特定的方面中，該電鍍過的金屬可包含至少鎳、鉻、鈦、鎢或其組合物中的一種 材料。本發(fā)明也提供了制造半導(dǎo)體裝置的方法，這樣的方法可包含在臨時(shí)模具上沉積多 個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊、在該臨時(shí)模具及多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊上涂布母層，使所述半導(dǎo)體區(qū)塊通過 母層而定位、移除臨時(shí)模具，使多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊裸露。有多種方法可用以涂布母層；舉例而言，在一方面中，涂布母層可包含將一熔化的母層材料涂布至臨時(shí)模具及多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊 上，再冷卻熔化的母層材料以形成母層，數(shù)種母層材料被預(yù)期可熔化制作，并具有保護(hù)半導(dǎo) 體區(qū)塊的能力；在一實(shí)施例中，熔化的母層材料為硅；在另一實(shí)施例中，熔化的母層材料包 含硅及鍺；又在一實(shí)施例中涂布母層可包含在臨時(shí)模具及半導(dǎo)體區(qū)塊上電沉積一金屬層。 此方法可進(jìn)一步包含移除臨時(shí)的基板后，在多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊上沉積一鉆石層，在 一些情況下，鉆石層可有摻雜。在另一方面中，本發(fā)明包含一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，其包括提供一固態(tài)材料 的母層，將多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊連接至該母層上，使其相互定位，且大致上所有的多個(gè)半導(dǎo) 體區(qū)塊的一個(gè)裸露表面會(huì)沿著共同的平面排列，以形成一個(gè)基板表面。許多適合的連接機(jī) 制可用來將區(qū)塊定位在母層上，例如，以機(jī)械方法將區(qū)塊附著至母層上的刻痕或孔洞，此種 密合或機(jī)械式結(jié)合可利用粘著劑、有機(jī)樹脂進(jìn)一步擴(kuò)大，亦可通過在區(qū)塊及母層的界面上 或界面附近沉積或包含其他金屬或陶瓷材料，例如，金屬的電沉積、陶瓷粉末的燒結(jié)等等。由此，本發(fā)明的各種特征已廣泛地概述，以便可更能理解下文所描述的本發(fā)明實(shí) 施方式，且可更了解本發(fā)明對(duì)此技術(shù)的貢獻(xiàn)，根據(jù)以下本發(fā)明的實(shí)施方式及權(quán)利要求書，本 發(fā)明的其他特征將更加清楚，亦可通過實(shí)施本發(fā)明得以了解。


圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖。圖2是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置另一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖。圖3是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置第一優(yōu)選實(shí)施例的制作橫截面圖。圖4是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置第二優(yōu)選實(shí)施例的制作橫截面圖。圖5是本發(fā)明半導(dǎo)體裝置第三優(yōu)選實(shí)施例的制作橫截面圖。主要元件符號(hào)說明12 母層14 區(qū)塊16共同平面18半導(dǎo)體層22臨時(shí)模具
具體實(shí)施例方式定義在描述及主張本發(fā)明時(shí)，將根據(jù)下文所闡明的定義使用以下術(shù)語(yǔ)。除非上下文另外明確說明，否則單數(shù)形式“一”及“該”包括多的用法，舉例而言， 提及“一(種)摻雜劑”包括提及一或多種這樣的摻雜劑，而提及“該鉆石區(qū)塊”包括提及 一或多個(gè)這樣的鉆石區(qū)塊。如本文所用的“氣相沉積”指使用氣相沉積技術(shù)來形成材料，“氣相沉積”指一種 經(jīng)由氣相于一基板上形成或沉積材料的方法，氣相沉積方法可包括任何但不限于以下的方 法化學(xué)氣相沉積(CVD)及物理氣相沉積(PVD)，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)各氣相沉積方法 作出多種變化，氣相沉積法的實(shí)施例包括熱絲CVD、射頻CVD、激光CVD(LCVD)、激光切除、保形鉆石涂布法、金屬有機(jī)CVD(MOCVD)、濺鍍、熱蒸發(fā)PVD、離子化金屬PVD(IMPVD)、電子束 PVD (EBPVD)、反應(yīng)性PVD及其類似方法。如本文所用的“化學(xué)氣相沉積”或“CVD”，是指以蒸氣形式在一表面上以化學(xué)方式 形成或沉積鉆石粒子的任何方法，各種CVD技術(shù)在此項(xiàng)技術(shù)中為熟知的。如本文所用的“物理氣相沉積”或“PVD”，是指以蒸氣形式在一表面上以物理方式 形成或沉積鉆石粒子的任何方法，各種PVD技術(shù)在此項(xiàng)技術(shù)中為熟知的。 如本文所用的“鉆石”是指一種在晶格中，碳原子以SP3鍵結(jié)于其他碳原子的四面 體配位晶體結(jié)構(gòu)。具體而言，各碳原子由四個(gè)其他碳原子圍繞，且鍵結(jié)于該四個(gè)其他碳原 子，該四個(gè)其他碳原子各位于一正四面體的頂點(diǎn)上；此外，在周圍溫度條件下，任何兩個(gè)碳 原子之間的鍵長(zhǎng)為1.54埃，且任何兩個(gè)鍵之間的角度為109度28分16秒，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果可 能略有改變，鉆石的結(jié)構(gòu)及其物理、電學(xué)性質(zhì)在此項(xiàng)技術(shù)中為熟知的。如本文所用的“扭曲四面體配位”，是指具不規(guī)則性或已偏離如上所述鉆石正四面 體結(jié)構(gòu)的碳原子四面體鍵結(jié)結(jié)構(gòu)。該扭曲一般會(huì)使一些鍵結(jié)變長(zhǎng)及其他鍵結(jié)變短，而且使 鍵結(jié)之間的鍵角發(fā)生變化，另外，四面體的扭曲可改變碳原子的特征及性質(zhì)，使該種結(jié)構(gòu)的 特征介于以SP3構(gòu)型鍵結(jié)的碳(亦即鉆石)與以SP2構(gòu)型鍵結(jié)的碳(亦即石墨)的特征之 間，非晶形鉆石為此具有以扭曲四面體鍵結(jié)方式鍵結(jié)的碳原子的一個(gè)實(shí)施例。如本文所用的“類鉆碳”，是指一種以碳原子作為主要元素的含碳材料，且其中大 部份的所述碳原子以扭曲的四面體配位鍵結(jié)，類鉆碳(DLC)典型地可用PVD法形成，但亦可 使用CVD或其他方法，諸如氣相沉積法。值得注意的是，類鉆碳材料可包含多種其他元素作 為雜質(zhì)或摻雜劑，所述其他元素包括但不限于氫、硫、磷、硼、氮、硅、鎢等。如本文所用的“非晶形鉆石”，是指一種以碳原子作為主要元素，且其中一大部份 的所述碳原子以扭曲四面體配位鍵結(jié)成類鉆石碳。在一方面中，非晶形鉆石中的碳的量可 為至少約90%，其中至少約20%的該碳以扭曲四面體配位形式鍵結(jié)，非晶形鉆石也具有高 于鉆石(176個(gè)原子/立方厘米)的原子密度，此外，非晶形鉆石及鉆石材料在融化后會(huì)收 縮。術(shù)語(yǔ)“熱傳遞”、“熱運(yùn)動(dòng)”及“熱傳輸”可互換使用，且是指熱自較高溫度區(qū)域傳送 至較冷溫度區(qū)域的運(yùn)動(dòng)，熱量的移動(dòng)意指包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何熱傳輸機(jī)制，諸如但不限于導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射等。如本文所用的“基板”，是指在形成電子元件或裝置的過程中用以接合各種材料的 支撐表面?；蹇蔀樗璧娜魏涡螤睢⒑穸然虿牧弦员氵_(dá)成一特定結(jié)果，且包括但不限于金 屬、合金、陶瓷及其混合物。此外，在一些方面中，基板可為現(xiàn)有半導(dǎo)體裝置或晶片，或可為 能夠被接合至適當(dāng)裝置中的材料。如本文中所用的術(shù)語(yǔ)“大致上”，是指某一作用、特征、性質(zhì)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、項(xiàng)目或結(jié) 果的完全或幾乎完全的程度。舉例而言，一 “大致上”封閉的物件，意謂該物件被完全封閉 或幾乎完全封閉，在一些情況下，偏離絕對(duì)完全的確切容許程度可取決于特定情形而定。然 而，一般而言，接近完全將具有與獲得絕對(duì)及全面時(shí)相同的總體結(jié)果，在用于否定含義時(shí)， “大致上”的使用同樣適用于指完全或幾乎完全缺乏一作用、特征、性質(zhì)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、項(xiàng)目或 結(jié)果。舉例而言，一 “大致上不含”顆粒的組合物，將完全無顆粒，或幾乎完全無顆粒，以致 于產(chǎn)生的效應(yīng)與完全無顆粒的效應(yīng)相同，換言之，一“大致上不含”某一成分或元素的組合物，實(shí)際上仍可含有此項(xiàng)目，只要不存在具有影響的效應(yīng)即可。 如本文所用的術(shù)語(yǔ)“約”用于提供數(shù)值范圍臨界值些許彈性，使其指定值可略高于 或略低于臨界值。出于便利起見，如本文中所用的多個(gè)目、結(jié)構(gòu)元素、組成元素及/或材料可以共同 列舉描述。然而，這些共同列舉應(yīng)解釋為如同將列舉中的每個(gè)個(gè)體個(gè)別地識(shí)為獨(dú)立且唯一 的，因此，在無相反指示的情況下，此列舉中的個(gè)體不應(yīng)解釋為實(shí)際上等同于在列舉中的其 他個(gè)體。濃度、數(shù)量及其他數(shù)值數(shù)據(jù)在本文中可以范圍形式表示或呈現(xiàn)，應(yīng)了解，該類范圍 形式僅為了方便及簡(jiǎn)潔起見而使用，且因此應(yīng)靈活地解釋為不僅包括明確列為范圍的界限 的數(shù)值，而且包括范圍內(nèi)涵蓋的所有個(gè)別數(shù)值或子范圍，就如同明確列出各數(shù)值及子范圍 一般，舉例而言，“約1至約5”的數(shù)值范圍應(yīng)解釋為不僅包括明確列出的約1至約5的值， 而且包括指定范圍內(nèi)的個(gè)別值及子范圍。因此，在此數(shù)值范圍內(nèi)包括個(gè)別值，諸如2、3及 4 ；及子范圍，諸如1至3、2至4及3至5等；而且個(gè)別地包括1、2、3、4及5。此同樣的原則適用于僅列出最小值或最大值的一個(gè)數(shù)值的范圍，此外，不管所述 范圍或特征的廣度如何，該類解釋均應(yīng)適用。本發(fā)明提供一半導(dǎo)體基板、裝置及其相關(guān)制造方法，根據(jù)先前的技術(shù)，諸如鉆石晶 片、半導(dǎo)體晶片，在制造上有一定的難度，尤其對(duì)有尺寸限制的電子裝置，例如發(fā)光二極管 而言。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)大致上的單晶鉆石或其他半導(dǎo)體晶片可通過將多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊以格子 狀或其他型態(tài)排列，并以母層材料滲透至多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊，所述半導(dǎo)體區(qū)塊在被滲透之前， 可先被沿著相同的結(jié)晶平面分割，因此，這些區(qū)塊裸露的面具有相同的結(jié)晶方向，所述裸露 面的表面大致上為單晶的半導(dǎo)體晶片，雖然其為單獨(dú)的結(jié)晶島構(gòu)成。應(yīng)注意的是，雖然主要將重點(diǎn)放在鉆石區(qū)塊材料，這里的討論適用于依據(jù)本發(fā)明 所有方面中，可被并入半導(dǎo)體裝置的所有半導(dǎo)體材料，不僅僅限于所述鉆石材料，也就是可 選擇多種半導(dǎo)體材料。這些材料中的任一種應(yīng)被視為在本發(fā)明范疇中，半導(dǎo)體材料的例子 包括但不限于立方氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氮化鎵、二氧化鈦、氧化鋅、鉆石及其組合物，在 一特定方面中，所述半導(dǎo)體區(qū)塊可為立方氮化硼。因此，如圖1所示，在本發(fā)明的一方面中，一種半導(dǎo)體裝置可包含一母層12及多個(gè) 沉積在該母層12上的單晶鉆石區(qū)塊14，每個(gè)鉆石區(qū)塊14裸露的表面可沿著共同平面16排 列，以形成基板表面，該基板表面可用以供包含在半導(dǎo)體裝置中的半導(dǎo)體層沉積。如圖2所 示，一母層12具有多個(gè)鑲埋于其中的鉆石區(qū)塊14及一沉積于基板表面的半導(dǎo)體層18，所述 半導(dǎo)體層18可為一層半導(dǎo)體層，也可為多層半導(dǎo)體層，在一方面中，所述半導(dǎo)體層18為具 有摻雜的鉆石層，在另一方面中鉆石區(qū)塊14具有摻雜。因此，一成形的基板具有單晶鉆石的許多優(yōu)異的特征，避免形成大型單晶結(jié)構(gòu)的 許多困難，所述優(yōu)異的特征包含熱消散、改善LED發(fā)光及諸如此類的特色。被注意的是，在本發(fā)明的一的實(shí)施例中，可使用一固態(tài)形式的母層12，且該母層 12可被適當(dāng)?shù)乜贪己?、蝕刻或是被切割成合適的大小。所述鉆石區(qū)塊14接著被以機(jī)械形 式置入至所述凹痕、蝕刻處或被分割的部份，且僅通過諸如摩擦密合等機(jī)械力量使鉆石區(qū) 塊14定位在母層12上，或也通過結(jié)合機(jī)械力量與其他力量的組合，例如，在機(jī)械式置放后，在鉆石或其他材料區(qū)塊14周圍沉積額外的母層12材料，使鉆石區(qū)塊14定位在母層12上。 此外，不論區(qū)塊14的大小或樣式為何，均可使用此種鉆石區(qū)塊14的機(jī)械式結(jié)合，在一些方 面中，所述區(qū)塊14可為大型單晶材料，在另一些方面中，所述區(qū)塊14可為小型個(gè)體。在本發(fā)明另一方面中，可使用一種合適的粘著劑或含有可硬化高分子的有機(jī)樹脂 以將區(qū)塊14定位在母層12材料中及/或母層12材料上。在一些方面中，所述區(qū)塊14可 以機(jī)械方式定位，接著涂布一種合適的粘著劑或有機(jī)樹脂，然后將粘著劑或樹脂硬化使區(qū) 塊14連接至母層12。依照所需，可使用大范圍的特定粘著劑及樹脂以提供定位有足夠力量 及耐久特性區(qū)塊14的成品；另外，當(dāng)使用臨時(shí)模具22作為工藝的一部份時(shí)，粘著劑或樹脂 可用于將所述區(qū)塊14定位在臨時(shí)模具22的適當(dāng)位置上，這樣的方法也可應(yīng)用在當(dāng)臨時(shí)模 具22用于熱量密集的工藝，例如，在區(qū)塊14周圍沉積母層12。除了上述之外，還有許多連接區(qū)塊14至母層12的連接機(jī)制可運(yùn)用。例如，在一方 面中，通過連結(jié)區(qū)塊14至一固態(tài)形式的母層12材料，以將區(qū)塊14定位在母層12，且以石墨 環(huán)繞區(qū)塊14并熱壓元件，使石墨固化并使區(qū)塊14連接至母層12。此外，硅可滲透至鉆石與 固態(tài)體之間，以將區(qū)塊14定位在母層12上或母層12中的適當(dāng)位置；再者，陶瓷材料，例如， 以粉末形式呈現(xiàn)的氧化鋁可被放置在區(qū)塊14周圍并被燒結(jié)，以將鉆石定位在適當(dāng)?shù)奈恢茫?且將鉆石與母層12連接；進(jìn)一步而言，在一方面中，所述區(qū)塊14可被沿著與母層12有接觸 的表面碳化，所述碳化物接著可被連接至母層12上，因此，經(jīng)由碳化物鍵結(jié)所述區(qū)塊14，以 化學(xué)方式與母層12結(jié)合。本發(fā)明進(jìn)一步提供制造半導(dǎo)體裝置的方法。舉例而言，在一方面中，一種制造半導(dǎo) 體裝置的方法可包含在臨時(shí)模具22上沉積多個(gè)單晶鉆石區(qū)塊14、在臨時(shí)模具22上涂布母 層12并將多個(gè)鉆石區(qū)塊14定位在母層12上，以及移除臨時(shí)模具22使多個(gè)鉆石區(qū)塊14裸 露，如圖3至圖5所示，為此方法的相關(guān)步驟?；氐綀D3，多個(gè)鉆石區(qū)塊14沿著臨時(shí)模具22的表面沉積，所述鉆石區(qū)塊14依據(jù) 半導(dǎo)體裝置所需的型態(tài)及鉆石區(qū)塊14形狀可排列成各種圖案，以下將就此作討論。舉例而 言，在一方面中，所述區(qū)塊14可排列成相同或大致上相同的格子狀，格子型態(tài)可由正方形 及/或長(zhǎng)方形的鉆石區(qū)塊14有效輕易的達(dá)成，另外，格子狀或其他型態(tài)區(qū)塊14間的間隙視 制作誤差或所需半導(dǎo)體的型態(tài)而有所變化，舉例而言，在一方面中鉆石區(qū)塊14可相對(duì)于其 他的區(qū)塊14作定位，使鉆石區(qū)塊14相互接觸；在另一方面中，鉆石區(qū)塊14間有間隙，這些 間隙大小可有變化，然而，在一方面中，鉆石區(qū)塊14間的間隙小于約500微米；在另一方面 中鉆石區(qū)塊14間的間隙小于約250微米；又在另一方面中鉆石區(qū)塊14間的間隙小于約100 微米；又在另一方面中鉆石區(qū)塊14間的間隙小于約50微米；在進(jìn)一步的方面中鉆石區(qū)塊 14間的間隙小于約10微米；在另一方面中鉆石區(qū)塊14間的間隙小于約1微米，此外，應(yīng)注 意的是，所述鉆石區(qū)塊14可以不相同或相同及不相同的混合方式排列。
鉆石區(qū)塊14可受到臨時(shí)基板的暫時(shí)保護(hù)，使得在涂布母層12時(shí)，區(qū)塊14會(huì)保持 在一定的位置，有許多方法可用來保護(hù)區(qū)塊14，且任何有效的方法均應(yīng)視為在本發(fā)明范疇 內(nèi)。舉例而言，可以膠、膠帶、粘著劑、有機(jī)樹脂、結(jié)構(gòu)性的支撐或模板來保護(hù)所述區(qū)塊14，在 一方面中，所述區(qū)塊14可排列在臨時(shí)模具22上，且受到諸如雙面膠之類的粘著劑保護(hù)，一 種耐燃的粉末可涂布至所述區(qū)塊14，而填滿所述區(qū)塊14間的間隙，在熔化母層12滲透的情 形下，此種滲透物會(huì)造成耐燃粉末被澆鑄，以保護(hù)所述區(qū)塊14，受到保護(hù)的區(qū)塊14可避免在滲透時(shí)，區(qū)塊14在液體中的位移。如圖4所示，一母層12涂布于鉆石區(qū)塊14、鉆石區(qū)塊14間及環(huán)繞鉆石區(qū)塊14的 臨時(shí)模具22上，該母層12可以多種方法涂布，這些方法均視為在本發(fā)明的范疇內(nèi)。舉例而 言，在一方面中，涂布母層12可包含將一熔化的母層材料涂布至臨時(shí)模具22和多個(gè)鉆石區(qū) 塊14上，以及將熔化母層冷卻以形成母層12。因此，一熔化的母層可滲透至多個(gè)鉆石區(qū)塊 間14，以保護(hù)所述區(qū)塊14，使其在一固定位置上，視母層12的本質(zhì)而定，鉆石區(qū)塊14可以 機(jī)械方式或化學(xué)方式連結(jié)至母層12。在一方面中，應(yīng)注意的是，特別對(duì)于不易與鉆石鍵結(jié)的 熔化母層材料，需要有一中間層幫助此化學(xué)鍵結(jié)。

許多材料可在熔化過程中被利用。舉例而言，在一方面中，母層12材料可為硅，雖 然純硅及大致上純的硅均可被使用，但在一些情況下，硅中包含額外的材料也有好處，其可 以使熔化母層的熔點(diǎn)降低，進(jìn)而降低所述鉆石區(qū)塊14被破壞的機(jī)會(huì)；在一方面中，該額外 的材料包含鍺，鍺可有效地與硅形成合金，且降低熔化母層的熔點(diǎn)，額外的母層12材料可 包含陶瓷材料。以熔化母層材料保護(hù)鉆石區(qū)塊14有一困難處，在高溫時(shí)，鉆石可能反轉(zhuǎn)變回石墨 或非晶形碳；然而，這個(gè)問題可通過在高真空的條件下滲透鉆石區(qū)塊14至少部份避免，形 成的剩余sp2鍵結(jié)可在典型鉆石膜CVD成長(zhǎng)的氫氣氣氛下被氣化成甲烷。在另一方面中，涂布母層12可包含在臨時(shí)模具22及多個(gè)鉆石區(qū)塊14上電沉積一 金屬層，有許多種金屬材料可作為本發(fā)明的金屬層，幾乎任何可被電沉積的金屬均應(yīng)視為 在本發(fā)明的范疇內(nèi)；金屬材料的選擇可視裝置的用途、型態(tài)及鉆石層的相容性諸如此類而 定，使用金屬層作為母層12的一個(gè)可能原因?yàn)榻饘俨牧暇哂懈邔?dǎo)熱性及高導(dǎo)電性；因此， 具有高導(dǎo)熱及/或高導(dǎo)電的金屬均可被使用，在一方面中，金屬可包含至少一過渡金屬，在 另一方面中，金屬可包含但不限于鎳、鉻、鈦、鎢其組合物及其合金。在另一方面中，一石墨母層12可用來保護(hù)鉆石區(qū)塊14，在此情況下，雖然熔化的 石墨會(huì)破壞鉆石區(qū)塊14，但石墨可被加熱至軟化態(tài)，且將鉆石區(qū)塊14熱壓以形成基板層， 可以許多種方法形成此種狀態(tài)，這些方法在本發(fā)明揭露后能為本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解。然 而，在一實(shí)施例中，在400Mpa、1000°C、20分鐘的條件下，高度石墨化的石墨有20微米可被 形成軟化態(tài)；在一些情況下，鉆石顆?？杀昏偮裨谑星覓伖庹麄€(gè)結(jié)構(gòu)以達(dá)到具有多個(gè) 鉆石島的平滑基板表面，當(dāng)以有切割及排列困難的小尺寸鉆石區(qū)塊(例如尺寸30/40網(wǎng)孔 或約500微米)作業(yè)時(shí)，拋光過程顯得更為有用，應(yīng)注意的是，使用鉆石顆粒的過程及接下 來為了得到基板表面的拋光過程不僅僅應(yīng)用在石墨母層12材料，也可應(yīng)用在本發(fā)明方面 的所有母層12材料。在涂布母層12后，移除臨時(shí)模具22以使鉆石區(qū)塊14裸露(如圖5所示者)，因 此，臨時(shí)模具22的功能在于使鉆石區(qū)塊被定型在一相同的形狀，在此情況下為一平坦表 面，可以各種不同的方法將臨時(shí)模具移除，包含研磨方法，例如磨光、切割、拋光、削薄、液體 噴射諸如此類的，若臨時(shí)模具22的材料易于受到化學(xué)藥品侵害，則其可利用化學(xué)藥劑將其 移除，該臨時(shí)模具22可以此類的化學(xué)藥劑移除或可利用此類化學(xué)藥劑搭配研磨工藝來移 除，在移除臨時(shí)模具22后，鉆石區(qū)塊14可被拋光也可不被拋光。
值得注意的是，在本發(fā)明一些方面中，對(duì)具有區(qū)塊14的母層12作熱處理使其硬化 可能會(huì)使區(qū)塊14材料的表面轉(zhuǎn)變成不同的材料，舉例而言，使用鉆石區(qū)塊14時(shí)，為了使鉆石區(qū)塊14連結(jié)或定位在母層12上，需要提高工藝溫度，然而，為了避免鉆石過度轉(zhuǎn)換成石 墨，溫度必須控制得宜；在一些方面中，熱處理會(huì)導(dǎo)致沿著在自母層12裸露的鉆石表面形 成一些石墨薄膜，原位址所形成的石墨層可用作為生長(zhǎng)第二材料的過渡層；例如在裸露的 鉆石區(qū)塊14上生成的氮化鋁。所形成的石墨薄膜厚度視所預(yù)期形成的過渡層而定，可只有 幾個(gè)原子的厚度也可大致上為較厚石墨薄膜。特定的厚度可經(jīng)由單獨(dú)的熱工藝所控制，或 由熱工藝與隨后的機(jī)械拋光所控制，或以施加的后熱處理步驟以減少在鉆石區(qū)塊14表面 的石墨薄膜的量或厚度所控制；在一些方面中，石墨薄膜為磊晶；在另一些方面中，石墨為 熱工藝時(shí)，在裸露的區(qū)塊上所形成的石墨層，為了減少石墨厚度，只留較薄的石墨薄膜層在 裸露的鉆石區(qū)塊14表面，因此需將此石墨拋光、薄化；在一些方面中，石墨薄膜為石墨拋光 的結(jié)果，在另一些方面中，通過拋光石墨將石墨薄膜顯現(xiàn)出來。 本發(fā)明的單晶鉆石區(qū)塊14可由多種不同的材料及工藝制作而成。舉例而言，鉆 石區(qū)塊14可由單晶的合成或天然鉆石分割或劈裂而成，在此方法中，可以一鉆石源形成具 有相同結(jié)晶方向的薄形鉆石區(qū)塊14，因此，鉆石區(qū)塊14的大小與原始被劈裂的鉆石大小有 關(guān)。舉例而言，一個(gè)1毫米(公厘)的鉆石可被轉(zhuǎn)向至一特定的劈裂平面，然后被切割成多 個(gè)區(qū)塊14。視劈裂平面而定，所得的區(qū)塊14尺寸為1公厘，并具有與劈裂平面相同的方向 (例如立方體、六面體之類)。另外，在鉆石成長(zhǎng)的過程中，可添加摻雜物至鉆石源中，使所 形成的鉆石區(qū)塊14具有摻雜。鉆石區(qū)塊14可為任何能使其被運(yùn)用及鑲埋入母層12中的厚度。在一些方面中， 鉆石區(qū)塊14可從一鉆石源被劈裂而成，因此僅需十分少量或不需要后拋光工藝；在其他方 面中，鉆石顆粒需要大致上拋光。因此，在一些方面中，鉆石區(qū)塊的厚度可視制造半導(dǎo)體裝 置的制成而定。然而，在一方面中，鉆石區(qū)塊14尺寸可小于約1000微米；在另一方面中鉆 石區(qū)塊14尺寸可小于約500微米；又在一方面中鉆石區(qū)塊14尺寸可小于約250微米；又在 另一方面中鉆石區(qū)塊14尺寸可小于約100微米；還有一方面中鉆石區(qū)塊14尺寸可小于約 50微米。除了尺寸之外，區(qū)塊14可為任何期望的形狀，此些形狀包含但不限于矩形、長(zhǎng)方 形、橢圓形、多邊形、三角形、六邊形、八邊形諸如此類的。在一些方面中，所述區(qū)塊14也可 具有未定義的形狀，例如，在一情況下，區(qū)塊14是從一具有不規(guī)則邊界的晶體切割而成。誠(chéng)如所述，一半導(dǎo)體層18可沉積于鉆石區(qū)塊14或鉆石基板表面上，許多半導(dǎo)體材 料均為已知的，任何可被沉積于鉆石區(qū)塊14上的材料均被視為在本發(fā)明的范疇內(nèi)。然而， 在一方面中，半導(dǎo)體層18可為氮化物層，例如，氮化鋁、氮化鎵、氮化硼氮化鋁與氮化硼化 合物，諸如此類的，此半導(dǎo)體層18可進(jìn)一步具有摻雜，可考慮具有摻雜的鉆石層可沉積于 鉆石區(qū)塊14上以創(chuàng)造出一半導(dǎo)體基板。此外，將此具有摻雜的鉆石層沉積于具有摻雜的鉆 石區(qū)塊14上可創(chuàng)造出諸如p-n或p-i-n界面此類的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。沉積的鉆石層可為CVD 鉆石、類鉆碳、非晶型鉆石及其組合物，以鉆石材料作為半導(dǎo)體層18及/或鉆石區(qū)塊可有多 種優(yōu)異的性質(zhì)，使所形成的半導(dǎo)體裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)。舉例而言，鉆石材料具有卓越熱傳導(dǎo)特性，所述特性使得類鉆石碳層適合與電子 裝置整合成一體。存在于半導(dǎo)體裝置中的熱量可因此經(jīng)由鉆石材料加速轉(zhuǎn)移。應(yīng)注意，本 發(fā)明不限于特定熱傳輸理論，因而，在一方面中，自裝置內(nèi)部的熱加速運(yùn)動(dòng)可至少部分歸因 于熱量進(jìn)入或經(jīng)過鉆石層，由于鉆石的導(dǎo)熱性質(zhì)，熱可經(jīng)由鉆石層快速橫向擴(kuò)散，因此裝置邊緣周圍存在的熱較遠(yuǎn)離熱源將更快速地消散至空氣或諸如熱散播器或裝置支撐物的周 圍結(jié)構(gòu)中，另外，類鉆石碳層與半導(dǎo)體裝置結(jié)合后有一部份表面暴露在空氣中，因此鉆石層 將更快速消散來自所述裝置的熱，因?yàn)殂@石的熱導(dǎo)性質(zhì)優(yōu)于電子裝置中的其他材料或與其 熱耦接的其他結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性質(zhì)，所以可由鉆石層作為熱沉或散熱片，因此，將裝置中累積的 熱量引入鉆石層中，且熱量橫向擴(kuò)散自裝置散出，如此熱量加速傳遞，可使電子裝置具有非 常低的工作溫度。另外，加速熱傳遞不僅可冷卻電子裝置，而且可減少許多相關(guān)電子元件上 的熱負(fù)載。應(yīng)了解，以下關(guān)于鉆石沉積技術(shù)為一般論述，其有可能或不可能適用在特定層或 特定應(yīng)用中，且所述技術(shù)可在本發(fā)明的各種方面之間廣泛變化。一般而言，鉆石層可通過包 括各種氣相沉積技術(shù)的任何已知方法形成，許多已知的氣相沉積技術(shù)可用來形成這些鉆石 層，最常見的氣相沉積技術(shù)包括化學(xué)氣相沉積(CVD)及物理氣相沉積(PVD)，但若欲獲得類 似性質(zhì)及結(jié)果，則可使用任何類似方法；在一方面中，可利用CVD技術(shù)，諸如熱燈絲、微波電 漿、氧乙炔焰、射頻CVD、激光CVD(LCVD)、金屬有機(jī)CVD(MOCVD)、激光切除、保形鉆石涂布法 及直流電弧技術(shù)，典型CVD技術(shù)使用氣體反應(yīng)物以層或薄膜的形式沉積鉆石或類鉆材料， 這些氣體一般包括少量(亦即小于約5%)以氫氣稀釋的含碳材料，諸如甲烷，各種特定 CVD工藝，包括設(shè)備及條件，以及CVD用于形成BN層的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。在另 一方面中，可利用PVD技術(shù)，諸如濺鍍、陰極電弧及熱蒸發(fā)，此外，可使用特定沉積條件以便 調(diào)整欲沉積材料的確切類型，類鉆碳、非晶形鉆石或純鉆石?？稍谀笇?2上形成適當(dāng)?shù)某珊嗽鰪?qiáng)層，以便改進(jìn)鉆石層的品質(zhì)及沉積時(shí)間，具體 而言，欲形成鉆石層，可通過將諸如鉆石核的可適用的核沉積于母層12上，接著使用氣相 沉積技術(shù)使核成長(zhǎng)成為鉆石薄膜或?qū)樱粦?yīng)注意的是，鉆石可輕易地在鉆石區(qū)塊上成核。在本 發(fā)明的一方面中，可將一薄的成核增強(qiáng)層涂布于母層12上，以增強(qiáng)鉆石層的成長(zhǎng)，為了增 加裸露表面區(qū)域的涂布效率此成核增強(qiáng)層可被涂布在鉆石區(qū)塊14上接著將鉆石核置于成 核增強(qiáng)層上，經(jīng)由可作為沉積技術(shù)的CVD或PVD方法進(jìn)行鉆石層成長(zhǎng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可識(shí)別出能作為成核增強(qiáng)物的各種適當(dāng)材料，在本發(fā)明的一方面 中，成核增強(qiáng)物可為選自由一種由金屬、金屬合金、金屬化合物、碳化物、碳化物形成元素及 其混合物的材料中，碳化物形成元素的實(shí)施例可包括但不限于鎢(W)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鋯 (&)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、硅(Si)及錳(Mn)，另外，碳化物的實(shí)施例包括碳化鎢(WC)、碳化硅 (SiC)、碳化鈦(TiC)、碳化鋯(&C)及其混合物。成核增強(qiáng)層足夠薄，使得在使用時(shí)不會(huì)對(duì)鉆石層的熱傳輸性質(zhì)造成負(fù)面影響，在 一方面中，成核增強(qiáng)層的厚度可能小于約0. Ιμπι;在另一方面中，厚度可小于約lOnm;在另 一方面中，成核增強(qiáng)層的厚度小于約5nm ；在本發(fā)明的另一方面中，成核增強(qiáng)層的厚度小于 約 3nm0利用許多不同的方法，可以增加通過各種沉積技術(shù)生成鉆石層其成核表面中的鉆 石品質(zhì)。舉例而言，鉆石顆粒品質(zhì)可通過減少甲烷流動(dòng)速率，且增加鉆石沉積前期期間的 總氣壓來提高，這些措施可減少碳的分解速率，且提高氫原子的濃度，因此，較高百分比的 碳將以Sp3鍵結(jié)結(jié)構(gòu)沉積，且所形成的鉆石核(及因而產(chǎn)生的類鉆石碳層)的品質(zhì)得以提 高。另外，可增加沉積于介電層或成核增強(qiáng)層上鉆石顆粒的成核速率，以降低鉆石顆粒之間 的間隙大小，用以增加成核速率的方法的實(shí)施例包括但不限于將一適當(dāng)量(通常為約100伏特)的負(fù)偏壓施加至成長(zhǎng)表面，使用可部份保留于成長(zhǎng)表面上的精細(xì)鉆石膏或粉末拋光 成長(zhǎng)表面，及諸如通過碳、硅、鉻、錳、鈦、釩、鋯、鎢、鉬、鉭及其類似者的離子植入，或通過使 用PVD或PECVD等方法控制成長(zhǎng)表面的組成。PVD工藝通?？稍诒菴VD工藝低的溫度下進(jìn) 行，且在一些狀況下，可低于約200°C，諸如約150°C，提高鉆石成核的其他方法可為本領(lǐng)域 技術(shù)人員所了解。在本發(fā)明的一方面中，鉆石層可形成為一保形鉆石層。保形鉆石涂布工藝可提供 優(yōu)于已知鉆石膜工藝的好處，保形鉆石涂布法可在包括非平坦基板的各種基板進(jìn)行。在無 偏壓的情況下，可在鉆石成長(zhǎng)條件下預(yù)處理成長(zhǎng)表面以形成一碳膜，鉆石成長(zhǎng)條件可為已 知鉆石CVD沉積條件在無施加偏壓的情況下的條件，可形成典型小于約100埃的薄碳膜，預(yù) 處理步驟可在諸如約20(TC至約90(TC之間，幾乎任何成長(zhǎng)溫度下執(zhí)行，但低于約50(TC較 佳，在未限制于任何特定理論的情況下，薄碳膜可在較短時(shí)間內(nèi)(例如，小于一小時(shí))形成， 且為具氫封端的非晶型碳。在形成薄碳膜之后，接著成長(zhǎng)表面可經(jīng)鉆石成長(zhǎng)條件以形成一保形鉆石層，鉆石 成長(zhǎng)條件可為常用于傳統(tǒng)CVD鉆石成長(zhǎng)的條件，然而，不同于已知鉆石膜成長(zhǎng)，使用以上預(yù) 處理步驟制造的保形鉆石膜，大致不需孕核時(shí)間，保形鉆石膜即可在整個(gè)成長(zhǎng)表面開始成 長(zhǎng)；另外，例如一大致上無晶界的連續(xù)膜可在約80納米的成長(zhǎng)內(nèi)，與具有晶界的層相比可 更有效地移動(dòng)熱量。所得電子基板可用任何適用的應(yīng)用，所述裝置的一般實(shí)施例可包括LED、激光二極 管、p-n接合裝置、p-i-n接合裝置、SAW及BAW濾波器、電子電路、晶體管、CPU及其類似者， 以本發(fā)明所制作的LED可發(fā)射波長(zhǎng)235nm的UV光，因此可為磷光熒光，結(jié)合RGB磷光的UV LED在可調(diào)式白光的發(fā)明上十分有用。在本發(fā)明另一方面中，cBN區(qū)塊同樣可被利用而非僅鉆石區(qū)塊14，鉆石為具間接 能隙的半導(dǎo)體，此種電子的轉(zhuǎn)移需藉助于調(diào)整能帶結(jié)構(gòu)，因此，在一些情況下，鉆石LED在 一特定的溫度范圍內(nèi)操作受到限制，此外，鉆石材料較難摻雜，尤其是摻雜P或N，因而造成 電阻過高及電流過低。許多問題可通過利用類似上述鉆石島晶片的立方氮化硼島晶片解決，舉例而言， 立方氮化硼如同所有的氮化物L(fēng)ED具有直接能隙，另外，立方氮化硼易調(diào)合成氮化鋁、氮化 鎵及氮化銦，此種變化可使發(fā)光范圍從深UV光(例如能隙>6eV)至UV光(氮化鋁)、藍(lán)光 (氮化鎵)及紅光(氮化銦)，也包含之間的波段。因此，本發(fā)明提供一半導(dǎo)體基板，其包含一母層12及沉積于母層12上的單晶立方 氮化硼，以致于大致上所有多個(gè)立方氮化硼區(qū)塊14的一個(gè)裸露表面會(huì)沿著共同平面16排 列，以形成一個(gè)基板表面。應(yīng)注意的是，前述關(guān)于鉆石區(qū)塊14部份的制作過程及材料均可 應(yīng)用于立方氮化硼材料。因此，立方氮化硼顆?？杀恢糜谝黄教沟呐R時(shí)模具22上，該臨時(shí)模具22的材料如 六方氮化硼及熔化陶瓷材料可用于滲透及澆鑄立方氮化硼成一固態(tài)結(jié)構(gòu)。陶瓷的例子包括 硅鍺合金或立方氮化硼溶劑以及諸如氮化鎂、氮化鋰、氮化鍺及氮化銦化合物此類的催化 劑，具有高熔點(diǎn)的氮化物例如氮化鈦也可被添加以加強(qiáng)母層12。因?yàn)榱⒎降鹳|(zhì)地較鉆石軟許多，突出于母層12材料的立方氮化硼可用鉆石 包覆的工具拋光，或者立方氮化硼區(qū)塊14可如上述被母層12滲透。
實(shí)施例以下實(shí)施例說明是根據(jù)本發(fā)明的方面制造電子基板的各種技術(shù)，然而，應(yīng)理解，下 文僅為本發(fā)明的原理的應(yīng)用的例示或說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的精神及范 疇的情況下，設(shè)計(jì)出許多修改及替代組合物、方法及系統(tǒng)，權(quán)利要求書意欲涵蓋這些修改及 配置，因此，雖然在上文中已詳細(xì)地描述本發(fā)明，但以下實(shí)施例結(jié)合本發(fā)明的若干特定具體 實(shí)例可提供進(jìn)一步細(xì)節(jié)。實(shí)施例1—個(gè)經(jīng)拋光且濺鍍有鈦(厚度1微米)的鎢板，以雙面粘著劑涂布在其表面，將 經(jīng)過鈦(1微米)預(yù)涂布的立方鉆石晶體緊密放置在粘著劑上，接著將暫時(shí)被定位的區(qū)塊 14在真空爐(例如900°C)中加熱，以在鈦及鉆石間形成碳化鈦界面，在加熱過程達(dá)到約 500°C時(shí)，粘著劑會(huì)蒸發(fā)，連接的鉆石區(qū)塊14接著在一由六方氮化硼形成的圓柱中被碳化 鎢粉末包覆，該圓柱可包含負(fù)載。一滲透物(例如一鎳銅合金)粉末，可被置于組件的頂端，將組件在真空1000°C下 加熱30分鐘，該滲透物溶化且與碳化鎢粉末鍵結(jié)及經(jīng)由鈦涂層與鉆石鍵結(jié)，需注意的是， 鎳銅合金無法潤(rùn)濕鉆石，但可與鈦形成合金。實(shí)施例2經(jīng)拋光的硅晶片可作為實(shí)施例1中的模具，具有鈦層的氮化鋁顆粒置于模具的頂 端，且組件在真空下加熱以使氮化鋁經(jīng)由鈦與硅鍵結(jié)，鍵結(jié)的組件由鎳硅合金滲透以形成 一堅(jiān)固的晶片。實(shí)施例3碳化硅區(qū)塊利用一粘著劑沉積在石墨做的模具上，此模具接著與具有約970°C固 相線的鎳鉻鐵合金(Nichrobraze) LM合金組裝，該負(fù)載在40MPa、900°C下熱壓，因此LM粉末 燒結(jié)成孔隙度小于約3V%，研磨碳化硅晶體以將大表面裸露，接著拋光所述表面，此碳化硅 島晶片可利用MOCVD以氮化鋁作為緩沖層成長(zhǎng)氮化鎵，接著此晶片可溶于王水溶液以產(chǎn)生 以碳化硅作為基板的氮化鎵LED。實(shí)施例4一以具鈦涂層的立方氮化硼區(qū)塊14連結(jié)母層12而形成的立方氮化硼晶片，該立 方氮化硼區(qū)塊14以硅或碳摻雜使其形成N型半導(dǎo)體。該母層12包含被鎳銅合金滲透的 氮化鈦粉末，該晶片經(jīng)過拋光且連結(jié)至一具有硼摻雜的CVD鉆石層，因此，一具有大表面的 LED通過將N型半導(dǎo)體及硼摻雜鉆石的一部份金屬化而形成，晶片鍵結(jié)的形成可通過將兩 晶拋光的表面在約40MPa的高真空狀態(tài)下壓合而成。實(shí)施例5具有N型硅摻雜的立方氮化硼晶體可通過在5GPa、1400°C的立方壓機(jī)中轉(zhuǎn)換成具 有氮化鋰-氮化硼溶劑的六方氮化硼?；謴?fù)原狀的晶體通過非對(duì)稱震動(dòng)桌過篩及成形以固 定尺寸，將晶體利用酸液及清潔液徹底地去污，并完全干燥，接著通過將其置入氫化鈦粉末 并加熱至900°C維持300分鐘，以在晶體上涂布約1微米厚的鈦金屬，另一個(gè)方法則為利用 在氫氣氣氛中熱還原四氯化鈦的CVD方法。將具有涂布層的晶體以區(qū)塊狀鋪在一經(jīng)拋光的鎢模具上，因此，最大的平坦表面 與模具表面為共平面，區(qū)塊狀晶體在真空下加熱以形成鈦與鎢的鍵結(jié)，再加入硅及鎳的混合物，將模具再次在真空中加熱，熔化的硅-鎳與具有鈦涂層的立方氮化硼晶體鍵結(jié)，由于 鎢模具本身具有耐燃性，立方氮化硼晶體在滲通過程中不會(huì)浮動(dòng)或受阻礙。冷卻之后，將鍵結(jié)的立方氮化硼島與模具分離，利用玻璃化的鉆石輪研磨，接著利 用鐵盤中充滿微米級(jí)鉆石粉末的漿體將立方氮化硼島拋光，最終利用涂布有化學(xué)機(jī)械研磨 漿體的聚胺脂墊體將表面拋光，最后的立方氮化硼島具有幾埃的表面粗糙度，由于立方氮 化硼材料硬度非常高，這些晶體在研磨及拋光的過程中會(huì)突出于硅_鎳母層上方。利用經(jīng)由CVD工藝而成長(zhǎng)具有摻硼的拋光鉆石晶片作為P型材料，將鉆石晶片在 適當(dāng)溫度真空環(huán)境下壓至立方氮化硼島晶片，形成緊密地機(jī)械式接觸，晶片鍵結(jié)形成于平 坦表面的接觸點(diǎn)，由于島的本質(zhì)鍵結(jié)的應(yīng)力會(huì)在島的周圍釋放，在晶片鍵結(jié)后，將支撐具摻 硼鉆石膜的硅基板浸泡在氫氧化鈉溶液中蝕刻去除清洗后，晶片成為一在N型立方氮化硼 島晶片上的P型多晶鉆石，由于硼摻雜鉆石及硅-鎳母層均具有導(dǎo)電的本質(zhì)，晶片可被用作 有能力發(fā)出高強(qiáng)度UV光的大面積LED，因?yàn)殂@石膜的形成可作為散熱器，且立方氮化硼晶 體具有高導(dǎo)熱性質(zhì)，具有晶片大小的LED可承受高輸入功率而不易失效。當(dāng)然，應(yīng)理解，上述配置僅為本發(fā)明的原理的應(yīng)用的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不 脫離本發(fā)明的精神及范疇的情況下，設(shè)計(jì)出許多修改及替代性配置，且權(quán)利要求書意欲涵 蓋所述修改及配置，因此，雖然上文已結(jié)合目前本發(fā)明的最實(shí)用及最佳的具體實(shí)施例，且內(nèi) 容中已詳細(xì)具體地描述了本發(fā)明，但一般本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不脫離本文中闡述的原理及 概念的情況下對(duì)包括但不限于尺寸、材料、形狀、形式、功能及操作方式的變化作修改，以進(jìn) 行組合及使用。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體裝置，其包含一母層；以及多個(gè)沉積于該母層上的單晶半導(dǎo)體區(qū)塊，且大致上所有的多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊的一個(gè)裸露表面會(huì)沿著共同的平面排列，以形成一個(gè)基板表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其進(jìn)一步包含有一沉積于基板表面的半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體層為具有摻雜的鉆石層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體區(qū)塊包含一種選自立方氮化硼、 氮化鋁、碳化硅、氮化鎵、二氧化鈦、氧化鋅、鉆石及其組合物中的半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該半導(dǎo)體區(qū)塊包含一種選自鉆石、自立方 氮化硼及其組合物中的半導(dǎo)體材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊摻有雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該母層為陶瓷材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該母層為硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該母層包含鍺。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該母層為一電鍍金屬。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該金屬包含至少一過渡金屬。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中，該金屬包含一選自鎳、鉻、鈦、鎢或其組 合物中的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，各個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊裸露的表面具有共同的 結(jié)晶方向。
14.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，其包含 在臨時(shí)模具上沉積多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊；將母層涂布至臨時(shí)模具及多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊，通過母層將半導(dǎo)體區(qū)塊定位；以及 移除臨時(shí)模具使多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊裸露。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，涂布母層包含 將熔化母層材料涂布至臨時(shí)模具及多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊，以及 將熔化母層冷卻以形成母層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該熔化母層材料為硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，該熔化母層材料包含鍺。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，涂布母層包含在臨時(shí)模具及多個(gè)單晶半導(dǎo)體 區(qū)塊上電沉積一金屬層。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包含移除臨時(shí)模具后，在多個(gè)單晶半導(dǎo)體 區(qū)塊上沉積一鉆石層。
20.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，其包含 提供一固態(tài)材料的母層；以及將多個(gè)單晶半導(dǎo)體區(qū)塊連接至母層，以定位所述區(qū)塊，且大致上所有的多個(gè)半導(dǎo)體區(qū) 塊的一個(gè)裸露表面會(huì)沿著共同的平面排列，以形成一個(gè)基板表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體基板及其相關(guān)制造方法。本發(fā)明提供具有良好性能及散熱能力的半導(dǎo)體基板、裝置及其制造方法，舉例而言，在一方面中，一半導(dǎo)體裝置包含一母層及多個(gè)沉積該母層上的單晶半導(dǎo)體區(qū)塊，所述多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊被相互定位，且大致上所有的多個(gè)鉆石區(qū)塊的一個(gè)裸露的表面沿著共同的平面排列，以形成一個(gè)基板表面。在一方面中，有一沉積于基板表面的半導(dǎo)體層；在另一方面中，該半導(dǎo)體層為一具有摻雜的鉆石層；又在一方面中，所述半導(dǎo)體區(qū)塊具有摻雜；又在另一方面中，各個(gè)半導(dǎo)體區(qū)塊裸露的表面具有相同的結(jié)晶方向。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101989614SQ20101024250
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者宋健民 申請(qǐng)人:宋健民