[发明专利]一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片

说明书

本发明涉及半导体基片技术领域，且公开了一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片，包括以下步骤：1）将半导体材料加热至4000摄氏度状态，得到熔融半导体基片。该一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片，通过在P型披覆层植入磷，N型披覆层植入钡和锂，并通过N型欧姆电极连接和P型欧姆电极与金刚石薄片连接，形成具有金刚石单晶PIN二极体的基片，植入磷的P型披覆层与植入钡和锂的N型披覆层形成性能相当的可调式电子元件，并且通电产生的反应催生金刚石单晶，由于金刚石单晶这种材料具备超宽能隙，超过碳化硅与氮化镓，它的超宽能隙可防止在高温下产生热量，即使在非常高的温度和辐射强度下，金刚石单晶仍然保持透明，实现了具有极佳的散热性能，提高了使用寿命和传输效率。

技术领域

本发明涉及半导体基片技术领域，具体为一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片。

背景技术

半导体是制造晶体管的原料，之所以能得到广泛应用，主要原因并不在于它的电阻率大小，而在于其电阻率随温度、光照以及所含杂质的种类、浓度等条件的不同而出现显著的差别，一般说来半导体的导电性能有如下三个显著特点，半导体的电阻率随温度上升而明显下降，呈负温度系数的特性，半导体的电阻率随光照的不同而改变，半导体的电阻率与所含微量杂质的浓度有很大关系，金刚石单晶是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王，金刚石单晶的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系，常含有0.05%-0.2%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到金刚石单晶的类型和性质，晶体形态多呈八面体、菱形十二面体和四面体，纯净的金刚石单晶无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色，强金刚光泽，折光率2.417，色散中等，为0.044，均质体，热导率为0.35卡/厘米/秒/度，用热导仪测试，反应最为灵敏，硬度为10，是目前已知最硬的矿物。

半导体材料做成的半导体基片广泛运用于集成电路中，例如中国专利CN101894741 B中涉及一种混合半导体基片的制造方法，所述方法包括以下步骤，（a）提供包含绝缘体上半导体（SeOI）区域和块状半导体区域的混合半导体基片，所述绝缘体上半导体（SeOI）区域包含基础基片之上的绝缘层和所述绝缘层之上的SeOI层，其中所述SeOI区域和所述块状半导体区域共享同一基础基片，（b）提供所述SeOI区域上的掩模层，和（c）通过同时掺杂所述SeOI区域和所述块状半导体区域来形成第一杂质能级，使所述SeOI区域中的第一杂质能级包含在所述掩模中，由此可避免在混合半导体基片的制造方法中包含较多的工序步骤，但是所形成的半导体基片在使用的过程中存在着散热效果差的缺点，由于高耗电量以及高发热温度的影响，严重时会把元件给融化，故而提出一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片来解决上述提出的问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片，具备散热极佳等优点，解决了现有的半导体基片在使用的过程中存在着散热效果差的缺点，由于高耗电量以及高发热温度的影响，严重时会把元件给融化的问题。

（二）技术方案

为实现上述散热极佳的目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体功率芯片用金刚石单晶基片，包括以下步骤：

1）将半导体材料加热至4000摄氏度状态，得到熔融半导体基片；

2）在步骤1）中得到的半导体基片上形成N型披覆层和P型披覆层，然后在N型披覆层和P型披覆层之间加入金刚石薄片；

3）将步骤2）中的P型披覆层植入磷并与电性相对应的P型欧姆电极连接，N型披覆层植入钡和锂并与电性相对应的N型欧姆电极连接；

4）将步骤3）中的P型欧姆电极和N型欧姆电极用导线分别与金刚石薄片上对应的电极连接，即可得到金刚石单晶基片。