[发明专利]化合物半导体装置结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置结构，其特征在于，包含：

单晶化合物半导体材料层；以及

多晶化学气相沉积钻石材料层，

其中所述多晶化学气相沉积钻石材料层经由厚度小于25nm、厚度变化不大于15nm的接合层与所述单晶化合物半导体材料层接合，

其中通过所述单晶化合物半导体材料层与所述多晶化学气相沉积钻石材料层之间的接口处的瞬态热反射所测量的有效热边界电阻(TBReff)小于25m2K/GW，在该半导体装置结构上测量的变化幅度不超过12m2K/GW，并且

其中所述单晶化合物半导体材料层具有以下特征之一或两者：

电荷迁移率至少为1200cm2V-1s-1；以及

片电阻不超过

2.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层的厚度小于20纳米、15纳米或13纳米。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层的厚度至少为5纳米、8纳米、10纳米或12纳米。

4.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层的厚度变化不大于12纳米、10纳米、8纳米或5纳米。

5.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层由非晶或多晶材料形成。

6.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层由碳化硅、硅、氮化硅、二氧化硅、氮化铝、氧化镁、氮化硼或氧化铍形成。

7.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述接合层由纳米结晶钻石形成。

8.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，通过所述化合物半导体材料层与所述多晶化学气相沉积钻石材料层之间的接口处的瞬态热反射所测量的有效热边界电阻(TBReff)不超过20m2K/GW、15m2K/GW、12m2K/GW、10m2K/GW、8m2K/GW或6m2K/GW。

9.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，在所述半导体装置结构上，通过所述单晶化合物半导体材料层与所述多晶化学气相沉积钻石层之间的接口处的瞬态热反射所测量的有效热边界电阻(TBReff)的变化不大于10m2K/GW、8m2K/GW、6m2K/GW或4m2K/GW。

10.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述单晶化合物半导体材料层的该电荷迁移率至为1200cm2V-1s-1，1400cm2V-1s-1或1600cm2V-1s-1。

11.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述单晶化合物半导体材料层的该片电阻不大于或

12.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述单晶化合物半导体材料层具有不超过10-5安培或10-6安培的漏电流。

13.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述单晶化合物半导体材料层具有至少5W/mm或6W/mm的最大功率。

14.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，晶片具有直径为至少50微米、80微米、100微米、120微米或140微米的形式。

15.根据权利要求1或2所述的半导体装置结构，其特征在于，所述多晶化学气相沉积钻石材料层具有至少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。