[发明专利]金刚石半导体系统及方法

权利要求书

1.一种半导体系统，该半导体系统包括：

一种具有浓度在8x10¹⁷/cm³与2x10¹⁸/cm³之间的n型供体原子和金刚石晶格的金刚石材料，其中在100kPa及300K，这些n型供体原子的0.16％将具有大于770cm²/Vs的迁移率并具有浅电离能量的传导电子提供至该金刚石晶格，并且其中最小量的受体掺杂原子被引入至该金刚石晶格中，以建立离子轨道，其中该最小量的受体掺杂原子是通过浓度在5x10⁸/cm²与5x10¹⁰/cm²之间的离子植入引入的。

2.根据权利要求1所述的半导体系统，其中该浅电离能量是0.25eV。

3.根据权利要求1所述的半导体系统，其中该金刚石材料是结合至一个二极管中的。

4.一种制造金刚石半导体的方法，该方法包括以下步骤：

选择一种具有金刚石晶格的金刚石材料；

将最小量的受体掺杂原子引入至该金刚石晶格中，以建立离子轨道，其中该最小量的受体掺杂原子是通过浓度在5x10⁸/cm²与5x10¹⁰/cm²之间的离子植入引入的；

将置换掺杂原子通过这些离子轨道而引入至该金刚石晶格中，其中以78K或低于78K引入这些置换掺杂原子，其中这些置换掺杂原子是磷、氮、硫或氧；并且

快速热退火该金刚石晶格，其中所述快速热退火是发生在1000℃或高于1000℃；

其中该最小量的受体掺杂原子的引入并不产生临界浓度的空位，并且该最小量的受体掺杂原子的引入减小了该金刚石晶格的电阻性压力能力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中该金刚石材料是本征金刚石。

6.根据权利要求4所述的方法，其中以293K至298K引入这些受体掺杂原子。

7.根据权利要求4所述的方法，其中这些受体掺杂原子是硼。

8.根据权利要求4所述的方法，其中以小于500keV引入这些置换掺杂原子。

9.根据权利要求4所述的方法，其中以大于9x10¹⁷/cm³的浓度引入这些置换掺杂原子。

10.一种根据权利要求4所述的方法制造的半导体。