[发明专利]具高导热能力的钻石薄膜导电层结构及其制造方法

权利要求书

1.一种具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，包括：

一半导体磊晶层；

多个凹型槽孔，是形成于所述半导体磊晶层之上，并于所述半导体磊晶层的表面上显示出一凹槽图案；其中，所述凹槽图案于所述半导体磊晶层的表面上具有一槽孔分布密度，且所述槽孔分布密度大于或等于1×10⁵个/cm^-2；以及

一散热导电层，是为一钻石薄膜，且包含填入所述多个凹型槽孔之中的多个槽孔填入部以及覆于所述半导体磊晶层的表面上的一表面覆层。

2.根据权利要求1所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述凹型槽孔的深宽比是介于0.1至100之间，直径为5nm至100μm之间。

3.根据权利要求1所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述钻石薄膜为下列任一者：单晶钻石薄膜(Single crystalline diamond)、微米晶钻石(Microcrystalline diamond,MCD)薄膜、奈米晶钻石(Nanocrystalline diamond,NCD)薄膜或超奈米晶钻石(Ultrananocrystalline diamond,UNCD)薄膜。

4.根据权利要求1所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述半导体磊晶层为下列任一者：砷化镓磊晶层、磷化镓磊晶层、磷化铟磊晶层、氮化镓磊晶层、氮化铝磊晶层、硅磊晶层、或碳化硅磊晶层。

5.根据权利要求1所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述散热导电层具有大于或等于200Ω^-1cm^-1的导电率、大于或等于85％的光穿透率、和至少16.6W/m·K的热传导率。

6.根据权利要求3所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述超奈米晶钻石薄膜为一未掺杂超奈米晶钻石薄膜、一N型超奈米晶钻石薄膜或一P型超奈米晶钻石薄膜。

7.根据权利要求1所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构，其特征在于，所述半导体磊晶层包含于一半导体元件之中，且所述半导体元件为下列任一者：氮化物发光二极体(Nitride Light-Emitting Diode)或高电子迁移率电晶体(High electron mobilitytransistor,HEMT)。

8.一种具高导热能力的钻石薄膜导电层结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供一半导体磊晶层；

(2)于所述半导体磊晶层之上制作出多个凹型槽孔，令所述半导体磊晶层的表面上显示出一凹槽图案；其中，所述凹槽图案于所述半导体磊晶层的表面上具有一槽孔分布密度，且所述槽孔分布密度大于或等于1×10⁵个/cm^-2；以及

(3)将所述半导体磊晶层送入一薄膜成长设备中，从而在所述半导体磊晶层上成长一钻石薄膜以作为一散热导电层；其中，所述散热导电层包含填入所述多个凹型槽孔之中的多个槽孔填入部以及覆于所述半导体磊晶层的表面上的一表面覆层。

9.根据权利要求8所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构的制造方法，其特征在于，所述凹型槽孔的深宽比是介于0.1至100之间，直径为5nm至100μm之间。

10.根据权利要求8所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构的制造方法，其特征在于，所述钻石薄膜为下列任一者：单晶钻石薄膜、微米晶钻石薄膜、奈米晶钻石薄膜或超奈米晶钻石薄膜。

11.根据权利要求8所述的具高导热能力的钻石薄膜导电层结构的制造方法，其特征在于，所述半导体磊晶层为下列任一者：砷化镓磊晶层、磷化镓磊晶层、磷化铟磊晶层、氮化镓磊晶层、氮化铝磊晶层、硅磊晶层、或碳化硅磊晶层。